JPS58213676A - 工具用ダイヤモンド焼結体及びその製造方法 - Google Patents
工具用ダイヤモンド焼結体及びその製造方法Info
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- JPS58213676A JPS58213676A JP57095104A JP9510482A JPS58213676A JP S58213676 A JPS58213676 A JP S58213676A JP 57095104 A JP57095104 A JP 57095104A JP 9510482 A JP9510482 A JP 9510482A JP S58213676 A JPS58213676 A JP S58213676A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
現在、ダイヤモンド□の含有量が７０容量％以上でダイ
ヤモンド粒子が互いに接合した焼結体が販売され、非鉄
金属、プラスチック、七ラミックの切削、ドレッサー、
ドリルビット、伸線ダイスとして使用されている。特に
非鉄金属の切削や銅線などの比較約款かい線材を伸線す
るダイスとしてこれらのダイヤモンド焼結体を使用した
場合、その性能は非常に優れている。しかしながら、ド
リルビットや硬度の高い線材たとえば真鍮メッキされた
高炭素鋼線の伸線では今のところ満足される性能を有す
るダイヤモンド焼結体はないのが現状である。本発明は
ドリルビットや硬度の高い線材の伸線することをも可能
にするダイヤモンド焼結体に関するものである。
ヤモンド粒子が互いに接合した焼結体が販売され、非鉄
金属、プラスチック、七ラミックの切削、ドレッサー、
ドリルビット、伸線ダイスとして使用されている。特に
非鉄金属の切削や銅線などの比較約款かい線材を伸線す
るダイスとしてこれらのダイヤモンド焼結体を使用した
場合、その性能は非常に優れている。しかしながら、ド
リルビットや硬度の高い線材たとえば真鍮メッキされた
高炭素鋼線の伸線では今のところ満足される性能を有す
るダイヤモンド焼結体はないのが現状である。本発明は
ドリルビットや硬度の高い線材の伸線することをも可能
にするダイヤモンド焼結体に関するものである。
まず、市販のダイヤモンド焼結体をドリルビットとして
用いた場合、満足した性能を示さない原因を調べるため
、粒度１μｍ以下、粒度８ｏ〜６０μｍ１粒度８０〜１
００μｍの３種のダイヤモンド焼結体を用いて安山岩を
切削した。その結果粒度１μｍ以下のダイヤモンド焼結
体は刃先は欠損しな 。
用いた場合、満足した性能を示さない原因を調べるため
、粒度１μｍ以下、粒度８ｏ〜６０μｍ１粒度８０〜１
００μｍの３種のダイヤモンド焼結体を用いて安山岩を
切削した。その結果粒度１μｍ以下のダイヤモンド焼結
体は刃先は欠損しな 。
かったものの摩耗量が多かった。一方ダイヤモンド粒子
の粒度が８０〜６０μｍの焼結体及び８０〜ｉｏｏμｍ
の焼結体は双方とも初期の段階で刃先が欠損した。この
原因としては、次の如く推測できる。ダイヤモンド焼結
体の強度は第１図に示した如く粒度の増大に伴ない低下
する。微粒ダイヤモンド焼結体は抗折力が高く、靭性に
優れているため刃先は欠損しにくいものの、個々の粒子
は小さなダイヤモンドスケルトンにより保持されている
ので、個々の粒子の結合力は弱い。したがって切削中に
個々の粒子が脱落しやすいため、耐摩耗性が劣るものと
考えられる。一方、粗粒ダイヤモンド焼結体は大きなス
ケルトンにより保持されでおり、個々のダイヤモンド粒
子の結合力は強いため、耐摩耗性は優れているものの、
スケルトン部が大きいので、一度、クラックが発生する
と伝播しやすく、刃先が欠損するものと考えられる。こ
れらの用途に使用できるダイヤモンド焼結体は耐摩耗性
に優れており、かつ靭性の高いものでなければならない
。
の粒度が８０〜６０μｍの焼結体及び８０〜ｉｏｏμｍ
の焼結体は双方とも初期の段階で刃先が欠損した。この
原因としては、次の如く推測できる。ダイヤモンド焼結
体の強度は第１図に示した如く粒度の増大に伴ない低下
する。微粒ダイヤモンド焼結体は抗折力が高く、靭性に
優れているため刃先は欠損しにくいものの、個々の粒子
は小さなダイヤモンドスケルトンにより保持されている
ので、個々の粒子の結合力は弱い。したがって切削中に
個々の粒子が脱落しやすいため、耐摩耗性が劣るものと
考えられる。一方、粗粒ダイヤモンド焼結体は大きなス
ケルトンにより保持されでおり、個々のダイヤモンド粒
子の結合力は強いため、耐摩耗性は優れているものの、
スケルトン部が大きいので、一度、クラックが発生する
と伝播しやすく、刃先が欠損するものと考えられる。こ
れらの用途に使用できるダイヤモンド焼結体は耐摩耗性
に優れており、かつ靭性の高いものでなければならない
。
本発明者等は、耐摩耗性と靭性が優れるダイヤモンド焼
結体を開発すべく、鋭意研究を続けた。
結体を開発すべく、鋭意研究を続けた。
その結果、粒度ｌＯ〜１００μｍのダイヤモンド粒子を
１μｍ以下の超微粒のダイヤモンド粒子と１μｍ以下の
ＷＣまたはこれと同一結晶構造を有する（Ｍｏ 、Ｗ）
Ｃおよび鉄族金属、あるいはこれに微量の硼素または
硼化物を含有する結合材を用いた焼結体は粗粒ダイヤモ
ンド焼結体の耐摩耗性の良さと超微粒ダイヤモンド焼結
体の靭性の高さを兼ね備えるものであることがわかった
。
１μｍ以下の超微粒のダイヤモンド粒子と１μｍ以下の
ＷＣまたはこれと同一結晶構造を有する（Ｍｏ 、Ｗ）
Ｃおよび鉄族金属、あるいはこれに微量の硼素または
硼化物を含有する結合材を用いた焼結体は粗粒ダイヤモ
ンド焼結体の耐摩耗性の良さと超微粒ダイヤモンド焼結
体の靭性の高さを兼ね備えるものであることがわかった
。
本発明者等は、上述した材質の最適組成を求めるため、
粗粒のダイヤモンド粒度及び含有量、結合材中に含まれ
る１μｍ以下のダイヤモンド粒子の含有量を変えたダイ
ヤモンド焼結体を試作し、安山岩の切削により評価した
。その結果を第２図及び３図に示す。図中１は正常摩耗
、２は刃先欠損の領域を示す。粗粒のダイヤモンド粒度
が１０μｍ以下であると耐摩耗性が低下する。粗粒のダ
イヤモンド粒度が１００μｍを越すと、焼結中にダイヤ
モンド粒子内にクラックを生じるが、このクラックを通
して刃先が欠損し、摩耗量は大きくなるものと考えられ
る。粗粒のダイヤモンド粒子の含有量は容量で５０〜８
５％が良い。粗粒のダイヤモンドの含有量が５０％未満
であると微粒のダイヤモンドを含有する結合材が多くな
るため耐摩耗性が低下する。一方粗粒のダイヤモンドの
含有量が８５％を越えると、粗粒ダイヤモンド同志が結
合するため靭性が低下する。
粗粒のダイヤモンド粒度及び含有量、結合材中に含まれ
る１μｍ以下のダイヤモンド粒子の含有量を変えたダイ
ヤモンド焼結体を試作し、安山岩の切削により評価した
。その結果を第２図及び３図に示す。図中１は正常摩耗
、２は刃先欠損の領域を示す。粗粒のダイヤモンド粒度
が１０μｍ以下であると耐摩耗性が低下する。粗粒のダ
イヤモンド粒度が１００μｍを越すと、焼結中にダイヤ
モンド粒子内にクラックを生じるが、このクラックを通
して刃先が欠損し、摩耗量は大きくなるものと考えられ
る。粗粒のダイヤモンド粒子の含有量は容量で５０〜８
５％が良い。粗粒のダイヤモンドの含有量が５０％未満
であると微粒のダイヤモンドを含有する結合材が多くな
るため耐摩耗性が低下する。一方粗粒のダイヤモンドの
含有量が８５％を越えると、粗粒ダイヤモンド同志が結
合するため靭性が低下する。
結合材中の微粒のダイヤモンド粒子の粒度は１μｍ以下
が良い。微粒のダイヤモンド粒子の粒度は１１１Ｔｎ
以下、好ましくは０．５μｍ以下が良い。微粒のダイヤ
モンド粒子の粒度が１μｍ を越すと靭性は低下する。
が良い。微粒のダイヤモンド粒子の粒度は１１１Ｔｎ
以下、好ましくは０．５μｍ以下が良い。微粒のダイヤ
モンド粒子の粒度が１μｍ を越すと靭性は低下する。
結合材中の微粒ダイヤモンド粒子の含有量は容積で６０
〜９０９６が好ましい。微粒ダイヤモンド粒子の含有量
が６０％未満であると結合相の耐摩耗性が低下し、結合
相が早期に摩耗し粗粒のダイヤモンド粒子が脱落してし
まう。一方、微粒ダイヤモンド粒子の含有量が９０９６
を越すと結合材が脆くなったり、あるいはｗｃ −また
はこれと同一結晶構造を有する（Ｍｏ 、Ｗ） Ｃの含
有量が減るため、１μ？ｎ 以下のダイヤモンドが粒成
長し、靭性が低下する。
〜９０９６が好ましい。微粒ダイヤモンド粒子の含有量
が６０％未満であると結合相の耐摩耗性が低下し、結合
相が早期に摩耗し粗粒のダイヤモンド粒子が脱落してし
まう。一方、微粒ダイヤモンド粒子の含有量が９０９６
を越すと結合材が脆くなったり、あるいはｗｃ −また
はこれと同一結晶構造を有する（Ｍｏ 、Ｗ） Ｃの含
有量が減るため、１μ？ｎ 以下のダイヤモンドが粒成
長し、靭性が低下する。
特に本発明の焼結体に焼結体の重量で０．００’５〜０
．１５％の硼素または硼化物を含有させた場合、その性
能は一段と向上する。通常ダイヤモンド粒子は超高圧高
温下で鉄族金属等の触媒によるダイヤモンドの溶解、析
出現象により焼結される。硼素または硼素化合物を添加
した場合、鉄族金属の硼化物を生じ融点が低下するのと
、溶解析出速度が増す □ためダイヤモンド粒子同志
の結合部（ダイヤモンドスケルトン部）が成長し、ダイ
ヤモンド粒子の保持力が向上したものと推測できる。硼
素あるいは硼化物の含有量が０．００５９６未満である
とダイヤモンドスケルトン部の形成が遅い。一方硼素あ
るいは硼化物の含有量が０．１５％を越すと、ダイヤモ
ンドスケルトン部に多量の硼素が侵入し、ダイヤモンド
スケルトン部の強度が低下する。
．１５％の硼素または硼化物を含有させた場合、その性
能は一段と向上する。通常ダイヤモンド粒子は超高圧高
温下で鉄族金属等の触媒によるダイヤモンドの溶解、析
出現象により焼結される。硼素または硼素化合物を添加
した場合、鉄族金属の硼化物を生じ融点が低下するのと
、溶解析出速度が増す □ためダイヤモンド粒子同志
の結合部（ダイヤモンドスケルトン部）が成長し、ダイ
ヤモンド粒子の保持力が向上したものと推測できる。硼
素あるいは硼化物の含有量が０．００５９６未満である
とダイヤモンドスケルトン部の形成が遅い。一方硼素あ
るいは硼化物の含有量が０．１５％を越すと、ダイヤモ
ンドスケルトン部に多量の硼素が侵入し、ダイヤモンド
スケルトン部の強度が低下する。
また本発明焼結体は岩石切削あるいは掘削用途のみなら
ず、硬度の高い線材の伸線にも使用することができる。
ず、硬度の高い線材の伸線にも使用することができる。
市販のダイヤモンド焼結体を用いてたとえば真鍮メッキ
された鋼線を伸線した場合、ダイヤモンド粒度が８０〜
６０μｍの焼結体ではダイヤモンドスケルトン部が欠損
してダイス内面を傷つけ寿命に主恩。一方、ダイヤモン
ド粒度が２〜６μの焼結体はダイヤモンド粒子が脱落し
てダイス内面を傷つけ寿命となる。また、１μｍ以下の
ダイヤモンド焼結体は数ケのダイヤモンド粒子が集団と
なって脱落し、ダイス内面を傷２ける。
された鋼線を伸線した場合、ダイヤモンド粒度が８０〜
６０μｍの焼結体ではダイヤモンドスケルトン部が欠損
してダイス内面を傷つけ寿命に主恩。一方、ダイヤモン
ド粒度が２〜６μの焼結体はダイヤモンド粒子が脱落し
てダイス内面を傷つけ寿命となる。また、１μｍ以下の
ダイヤモンド焼結体は数ケのダイヤモンド粒子が集団と
なって脱落し、ダイス内面を傷２ける。
本発明の焼結体を用いて硬度の高い線材（たとえば真鍮
メッキされた鋼線）を伸線した場合、線材表面に発生す
る傷も少なく、長寿命である。
メッキされた鋼線）を伸線した場合、線材表面に発生す
る傷も少なく、長寿命である。
本発明焼結体が優れた性能を有するのは次の如く推測さ
れる。すなわち、本発明に用いている焼結体の結合材は
、ｌｌ１ｍ 以下の微細粒子よりなるため、大きなダイ
ヤモンド粒子間のスケルトンを形成せずダイヤモンドス
ケルトンの欠損、脱落によりダイス内面が引かかれて深
い大きな傷を生じることがない。またダイヤモンド粒子
と、結合材中に含有される１μｍ以下のダイヤモンド粒
子とが結合し、またＷＣやこれと同一結晶構造を有する
（Ｍｏ 、Ｗ） Ｃや鉄族金属（Ｆｅ ａＮｉ＊Ｃｏ
）とダイヤモンドの親和性が良好なため、ダイヤモンド
粒子の脱落が生じないものと考えられる。さらに結合材
中には、１μｍ以下の微細粒度のダイヤモンド粒子を含
有しており、結合材の耐摩耗性が優れているため、伸線
中に結合材が異状に摩耗することはない。本発明の焼結
体をダイスに加工すると結合部の耐摩耗性は優れている
ものの、１０μ以上の粗いダイヤモンド粒子に比較すれ
ば劣るため、結合部は粗いダイヤモンド粒子より若干、
凹んだ状態となる。この状態で伸線した場合、ダイヤモ
ンド部に負荷される荷重は増加するものの、結合材に負
荷される荷重が減少するため、結合部の微細なダイヤモ
ンド粒子が、数個の集団となって脱落することがなく、
ダイス内面を傷つけることは少ない。
れる。すなわち、本発明に用いている焼結体の結合材は
、ｌｌ１ｍ 以下の微細粒子よりなるため、大きなダイ
ヤモンド粒子間のスケルトンを形成せずダイヤモンドス
ケルトンの欠損、脱落によりダイス内面が引かかれて深
い大きな傷を生じることがない。またダイヤモンド粒子
と、結合材中に含有される１μｍ以下のダイヤモンド粒
子とが結合し、またＷＣやこれと同一結晶構造を有する
（Ｍｏ 、Ｗ） Ｃや鉄族金属（Ｆｅ ａＮｉ＊Ｃｏ
）とダイヤモンドの親和性が良好なため、ダイヤモンド
粒子の脱落が生じないものと考えられる。さらに結合材
中には、１μｍ以下の微細粒度のダイヤモンド粒子を含
有しており、結合材の耐摩耗性が優れているため、伸線
中に結合材が異状に摩耗することはない。本発明の焼結
体をダイスに加工すると結合部の耐摩耗性は優れている
ものの、１０μ以上の粗いダイヤモンド粒子に比較すれ
ば劣るため、結合部は粗いダイヤモンド粒子より若干、
凹んだ状態となる。この状態で伸線した場合、ダイヤモ
ンド部に負荷される荷重は増加するものの、結合材に負
荷される荷重が減少するため、結合部の微細なダイヤモ
ンド粒子が、数個の集団となって脱落することがなく、
ダイス内面を傷つけることは少ない。
本発明の焼結体に使用するダイヤモンド原料粉末は１０
μｍ以上のダイヤモンド粒子と１μｍ以下、好ましくは
０．５μｍ以下のミクロンパウダーである。合成ダイヤ
モンド天然ダイヤモンドのいずれでも良い。
μｍ以上のダイヤモンド粒子と１μｍ以下、好ましくは
０．５μｍ以下のミクロンパウダーである。合成ダイヤ
モンド天然ダイヤモンドのいずれでも良い。
このダイヤモンド粉末と籠 または（Ｍｏ 、Ｗ） Ｃ
及びＦｅ ＊Ｃｏ ｓＮｉ の鉄族金属粉末あるいは
これに硼素または硼化物を加えた粉末をボールミル等の
手段を用いて均一に混合する。この鉄族金属は予め混合
せずに焼結時に溶浸せしめても良い。まに本発明者等の
先願（特願昭５２−５１８８１号）の如くボールミル時
のポットとボールを混入する罰 または（Ｍｏ 、Ｗ）
Ｃの炭化物と鉄族金属の焼結体で作成しておき、ダイ
ヤモンド粉末をボールミル粉砕すると同時にポットとボ
ールから箭 または（Ｍｏ 、Ｗ）Ｃと鉄族金属の焼結
体の微細粉末を混入せしめる方法もある。
及びＦｅ ＊Ｃｏ ｓＮｉ の鉄族金属粉末あるいは
これに硼素または硼化物を加えた粉末をボールミル等の
手段を用いて均一に混合する。この鉄族金属は予め混合
せずに焼結時に溶浸せしめても良い。まに本発明者等の
先願（特願昭５２−５１８８１号）の如くボールミル時
のポットとボールを混入する罰 または（Ｍｏ 、Ｗ）
Ｃの炭化物と鉄族金属の焼結体で作成しておき、ダイ
ヤモンド粉末をボールミル粉砕すると同時にポットとボ
ールから箭 または（Ｍｏ 、Ｗ）Ｃと鉄族金属の焼結
体の微細粉末を混入せしめる方法もある。
混合しｉ粉末を超高圧装置に入れ、ダイヤモンドが安定
な条件下で焼結する。このとき使用した鉄族金属と炭化
物等の化合物間に生じる共晶液相の出現温度以上で焼結
する必要がある。
な条件下で焼結する。このとき使用した鉄族金属と炭化
物等の化合物間に生じる共晶液相の出現温度以上で焼結
する必要がある。
焼結体中のダイヤモンドの結合材となる炭化物等の化合
物と鉄族金属の割合は一義的には定められないが、少く
とも焼結時に化合物が固体として存在するだけの量は必
要であり、例えばＷＣを化合物として用いＣｏ を結
合金属とした場合はＷＣとＣｏ の量的割合は前者を
重量で５０％以上含む必要がある。
物と鉄族金属の割合は一義的には定められないが、少く
とも焼結時に化合物が固体として存在するだけの量は必
要であり、例えばＷＣを化合物として用いＣｏ を結
合金属とした場合はＷＣとＣｏ の量的割合は前者を
重量で５０％以上含む必要がある。
本発明の焼結体を掘削工具として使用する場合、ダイヤ
モンド焼結体の靭性をさらに向上させるため、超硬合金
等の支持体に本発明の焼結体を超高圧焼結中に接合させ
ることも可能である。
モンド焼結体の靭性をさらに向上させるため、超硬合金
等の支持体に本発明の焼結体を超高圧焼結中に接合させ
ることも可能である。
本発明のダイヤモンド焼結体は高強度の線材を線引きす
る場合、焼結ダイヤモンドダイス内面には高圧力が発生
するが、ダイヤモンド焼結体の外径が小さく肉厚がうす
くなる場合は、伸線中にダイヤモンド焼結体が縦方向に
割れることがある。
る場合、焼結ダイヤモンドダイス内面には高圧力が発生
するが、ダイヤモンド焼結体の外径が小さく肉厚がうす
くなる場合は、伸線中にダイヤモンド焼結体が縦方向に
割れることがある。
このような場合はダイヤモンド焼結体の外周を超硬合金
等の支持体で包囲してダイヤモンド焼結体の外周から予
圧を加えることにより伸線中の縦割れを防止することが
可能である。
等の支持体で包囲してダイヤモンド焼結体の外周から予
圧を加えることにより伸線中の縦割れを防止することが
可能である。
本発明焼結体の用途としては掘削工具、ダイス以外に切
削工具やドレッサーとしても使用できる。
削工具やドレッサーとしても使用できる。
以下実施例により具体的に説明する。
実施例１゜
粒度０．５μ の合成ダイヤモンド粉末とＷＣ及びＣｏ
粉末を、ＷＣ−Ｃｏ超硬合金製のポットとボールを用
いて粉砕混合した。得られた混合粉末の組成は、平均粒
度０．３μｍの微粒ダイヤモンド８０容量％、ＷＣｌ２
容量％、Ｃｏ８容量％であった。この混合粉末と粒度２
０〜８０μｍのダイヤモンド粉末を容積で７５ ： ２
５に混合した。この完成粉末をＭｏ 製の容器に詰め
、超高圧装置を用いて先ず圧力を５５Ｋｂ加え、引続い
て１４５０℃に加熱して３０分間保持した。
粉末を、ＷＣ−Ｃｏ超硬合金製のポットとボールを用
いて粉砕混合した。得られた混合粉末の組成は、平均粒
度０．３μｍの微粒ダイヤモンド８０容量％、ＷＣｌ２
容量％、Ｃｏ８容量％であった。この混合粉末と粒度２
０〜８０μｍのダイヤモンド粉末を容積で７５ ： ２
５に混合した。この完成粉末をＭｏ 製の容器に詰め
、超高圧装置を用いて先ず圧力を５５Ｋｂ加え、引続い
て１４５０℃に加熱して３０分間保持した。
焼結体を取出して組織を観察したところ２０〜３０μの
ダイヤモンド粒子が超微粒のダイヤモンドを含有する結
合材を介して接合されていた。次にこの焼結体を加工し
て切削用のバイトを作成し、圧縮強度１５００ＫＦ／α
２の安山岩を型削り盤を用いて速度２０７分、切込み１
ｍ、送り０．４肱で１時間切削した。なお比較のため市
販の掘削工具用途のダイヤモンド焼結体のバイトも作成
し同時にテストした。テスト後の写真を第４図に示す。
ダイヤモンド粒子が超微粒のダイヤモンドを含有する結
合材を介して接合されていた。次にこの焼結体を加工し
て切削用のバイトを作成し、圧縮強度１５００ＫＦ／α
２の安山岩を型削り盤を用いて速度２０７分、切込み１
ｍ、送り０．４肱で１時間切削した。なお比較のため市
販の掘削工具用途のダイヤモンド焼結体のバイトも作成
し同時にテストした。テスト後の写真を第４図に示す。
ａｌｂ）の本発明焼結体は刃先の欠損がなく、わずかに
摩耗しているのに対し、ｃ）、ｄ）の市販の掘削工具用
の焼結体は刃先が大きく欠損している。
摩耗しているのに対し、ｃ）、ｄ）の市販の掘削工具用
の焼結体は刃先が大きく欠損している。
実施例２゜
表１に示す結合材粉末を作成した。微粒ダイヤモンドと
しては０．８μｍのものを用いた。
しては０．８μｍのものを用いた。
この結合材と粒度５μｍ以上のダイヤモンド粒子を表２
に示す割合いで混合して完成粉末を作成した。
に示す割合いで混合して完成粉末を作成した。
これらの完成粉末を実施例１と同様にして焼結した後、
切削加工用のバイトを作成し、花崗岩を形削り盤により
速度８０ｍ／分、切込み１ｍ、送り０．８ｊＩｘ で
１２０分切削した。この結果も合わせて表２に示す。
切削加工用のバイトを作成し、花崗岩を形削り盤により
速度８０ｍ／分、切込み１ｍ、送り０．８ｊＩｘ で
１２０分切削した。この結果も合わせて表２に示す。
実施例３゜
平均粒度０．５μｍのダイヤモンド粒子とＷＣｅ Ｃｏ
及び硼素粉末をＷＣ−Ｃｏ超硬合金製のポットとポール
を用いて粉砕混合した。得られた混合粉末の組成は平均
粒度０．８μ の微粒ダイヤモンド８１容量％、ＷＣＩ
Ｏ容量％、Ｃｏ ９容量％、硼素１．０容量％であった
。この混合粉末と粒度３０〜４０μｍのダイヤモンド粒
子を容量で２二８に混合して完成粉末を作成した。硼素
の含有量を測定したところ重量でｏ、ｉｇｓ％であった
。
及び硼素粉末をＷＣ−Ｃｏ超硬合金製のポットとポール
を用いて粉砕混合した。得られた混合粉末の組成は平均
粒度０．８μ の微粒ダイヤモンド８１容量％、ＷＣＩ
Ｏ容量％、Ｃｏ ９容量％、硼素１．０容量％であった
。この混合粉末と粒度３０〜４０μｍのダイヤモンド粒
子を容量で２二８に混合して完成粉末を作成した。硼素
の含有量を測定したところ重量でｏ、ｉｇｓ％であった
。
この完成粉末を、実施例１と同様にして焼結した。
これらの焼結体を用いて、外径５０ＩＩＬ１／Ｌの８枚
歯からなるコアピットを作成し、安山岩を２０ｍ／分の
速度で掘削した。比較のため、上記焼結体に硼素を含有
しないもの、市販の掘削工具用ダイヤモンド焼結体のコ
アピットも作成し、掘削テストした。
歯からなるコアピットを作成し、安山岩を２０ｍ／分の
速度で掘削した。比較のため、上記焼結体に硼素を含有
しないもの、市販の掘削工具用ダイヤモンド焼結体のコ
アピットも作成し、掘削テストした。
その結果、硼素を含有した本発明焼結体は２０ｍ掘削し
てもまだ使用可能であった。また硼素を含有しない焼結
体は２０ｍ掘削可能であった。一方市販の掘削工具用の
コアピットは６ｍ掘削した時点で刃先が欠損し使用不可
能になった。
てもまだ使用可能であった。また硼素を含有しない焼結
体は２０ｍ掘削可能であった。一方市販の掘削工具用の
コアピットは６ｍ掘削した時点で刃先が欠損し使用不可
能になった。
実施例４゜
平均粒度０，３μｍのダイヤモンド粉末とＷＣ粉末を容
量で９＝１に混合した。この混合粉末と粒度８０〜４０
μｍ のダイヤモンド粒子をｌ：３に混合して完成粉末
を作成し、超硬合金より成る容器に充填した後、この上
にＣｏ 板を置き、超高圧高温装置で焼結した。
量で９＝１に混合した。この混合粉末と粒度８０〜４０
μｍ のダイヤモンド粒子をｌ：３に混合して完成粉末
を作成し、超硬合金より成る容器に充填した後、この上
にＣｏ 板を置き、超高圧高温装置で焼結した。
焼結体を取り出して、観察したところ焼結体中には、ｃ
ｏ が均一に侵入してダイヤモンド粒子を焼結させて
いた。この焼結体を用いて、内径０．２５Ｍのダイスを
作成し、真鍮メッキされた鋼線を線速８００ｍ／分で伸
線した。比較のため、８０〜４０μのダイヤモンド粒子
より成る市販のダイヤモンド焼結体のダイスも作成しテ
ストした。その結果本発明焼結体は、５．３ｔ 伸線で
きたのに対し、市販の焼結ダイヤモンドダイスは２ｔ
Ｌか伸線でき実施例５゜ 粒度４θ〜６０μｍのダイヤモンド粒子と実施例８で作
成した結合材粉末を４＝１の割合いで混合した。この粉
末をＭｏ 製の容器に充てんした後、実施例８と同様
にして焼結した。この焼結体を取り出し、ドレッサーを
作成し、ＳｉＣ系の砥石を２００回ドレッシングした。
ｏ が均一に侵入してダイヤモンド粒子を焼結させて
いた。この焼結体を用いて、内径０．２５Ｍのダイスを
作成し、真鍮メッキされた鋼線を線速８００ｍ／分で伸
線した。比較のため、８０〜４０μのダイヤモンド粒子
より成る市販のダイヤモンド焼結体のダイスも作成しテ
ストした。その結果本発明焼結体は、５．３ｔ 伸線で
きたのに対し、市販の焼結ダイヤモンドダイスは２ｔ
Ｌか伸線でき実施例５゜ 粒度４θ〜６０μｍのダイヤモンド粒子と実施例８で作
成した結合材粉末を４＝１の割合いで混合した。この粉
末をＭｏ 製の容器に充てんした後、実施例８と同様
にして焼結した。この焼結体を取り出し、ドレッサーを
作成し、ＳｉＣ系の砥石を２００回ドレッシングした。
比較のため、粒度４０〜６０μｍ のダイヤモンド粒子
よりなる市販の焼結体のドレッサーも作成し、同様のテ
ストをした。
よりなる市販の焼結体のドレッサーも作成し、同様のテ
ストをした。
その結果、本発明焼結体の逃げ面摩耗ｒｌｊはｏ、ａｉ
ｍｘであったのに対し、市販のダイヤモンド焼結体のド
レッサーは０．５８Ｍであった。
ｍｘであったのに対し、市販のダイヤモンド焼結体のド
レッサーは０．５８Ｍであった。
第１図は、ダイヤモンド焼結体における強度（抗折力）
とダイヤモンド粒度の関係を表わしたものである。第２
図は本発明焼結体における粗粒のダイヤモンド粒子の粒
度と岩石切削性能を示したものである。第３図は本発明
焼結体における粗粒ダイヤモンドの含有量と岩石切削性
能を示したグラフである。第４図（８）、の）は本発明
焼結体の岩石切削後の刃先の３０倍拡大及び５００倍拡
大の走査型電子顕微鏡写真で、第５図（〜（Ｂ）は市販
′の掘削工具用ダイヤモンド焼結体の岩石切削後の刃先
の８０倍拡大及び５００倍拡大の走査型電子顕微鏡写真
である。 左２図 −４１９− 大３図 粗粒ダイヤモンドの含有量 （容量％）
。 キ５図（Ａ） ｘＯυり 手続補正書 昭和５８年３月８日 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 １、事件の表示 昭和５７年特許願 第９５１０４ 号２、発明の名称 工具用ダイヤモンド焼結体及びその製造方法３、補正を
する者 事件との関係 特許出願人 住所 大阪市東区北浜５丁目１５番地名称（２１
３）住友電気工業株式会社 社長 用上哲部 ４・１代理人 住所 大阪市此花区島屋１丁目１番３号住友電
気工業株式会社内 （電話 大阪４６１−１０３１） ６、補正の対象 明細書中発明の詳細な説明の欄 ７、補正の内容 （１）明細書第１５頁９行目 「速度２０７分」を「速度２０ｍ／分」に訂正する。 （２）同書同頁１２〜１３行目 ｒａ、ｂ）Ｊを「第４図（Ａ）、（Ｂ）Ｊに訂正する。 （３）同書同頁１３行目 ｒｃ）、ｄ）Ｊを「第５図（ハ））、（Ｂ）Ｊに訂正す
る。 （４）回書第１７頁の表２を次頁に訂正する。
とダイヤモンド粒度の関係を表わしたものである。第２
図は本発明焼結体における粗粒のダイヤモンド粒子の粒
度と岩石切削性能を示したものである。第３図は本発明
焼結体における粗粒ダイヤモンドの含有量と岩石切削性
能を示したグラフである。第４図（８）、の）は本発明
焼結体の岩石切削後の刃先の３０倍拡大及び５００倍拡
大の走査型電子顕微鏡写真で、第５図（〜（Ｂ）は市販
′の掘削工具用ダイヤモンド焼結体の岩石切削後の刃先
の８０倍拡大及び５００倍拡大の走査型電子顕微鏡写真
である。 左２図 −４１９− 大３図 粗粒ダイヤモンドの含有量 （容量％）
。 キ５図（Ａ） ｘＯυり 手続補正書 昭和５８年３月８日 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 １、事件の表示 昭和５７年特許願 第９５１０４ 号２、発明の名称 工具用ダイヤモンド焼結体及びその製造方法３、補正を
する者 事件との関係 特許出願人 住所 大阪市東区北浜５丁目１５番地名称（２１
３）住友電気工業株式会社 社長 用上哲部 ４・１代理人 住所 大阪市此花区島屋１丁目１番３号住友電
気工業株式会社内 （電話 大阪４６１−１０３１） ６、補正の対象 明細書中発明の詳細な説明の欄 ７、補正の内容 （１）明細書第１５頁９行目 「速度２０７分」を「速度２０ｍ／分」に訂正する。 （２）同書同頁１２〜１３行目 ｒａ、ｂ）Ｊを「第４図（Ａ）、（Ｂ）Ｊに訂正する。 （３）同書同頁１３行目 ｒｃ）、ｄ）Ｊを「第５図（ハ））、（Ｂ）Ｊに訂正す
る。 （４）回書第１７頁の表２を次頁に訂正する。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）粒度１０μｍ以上１００μｍ以下の粗粒ダイヤモ
ンド粒子が容量で５０〜８５９６を占め、残部が１μｍ
以下・の超微粒のダイヤモンド粒子を容量で６０〜９０
％と１μｍ以下のＷＣまたはこれと同一結晶構造を有す
る（ Ｍｏ 、Ｗ） Ｃおよび鉄族金属から構成される
結合材より成る工具用ダイヤモンド焼結体。 （２）粒度１０μｍ以上１００μｍ以下の粗粒ダイヤモ
ンド粒子が容量で５０〜８０９６占め、残部が１μｍ以
下の超微粒ダイヤモンド粒を容量で６０〜９０％と１μ
ｍ以下のＷＣまたはこれと同一結晶構造を有する（Ｍｏ
、Ｗ） Ｃおよび鉄族金属と重量で０．００５〜０．
１５９６’の硼素または／および硼化物を含有すること
を特徴とする工具用ダイヤモンド焼結体。 （３）特許請求の範囲第（１）または（２）項記載の焼
結体において結合材の一部として用いるＷＣまたはこれ
と同一結晶構造を有する（Ｍｏ 、Ｗ） Ｃと鉄族金属
の割合いがその共晶組成に相当するものより炭化物含有
量が多いことを特徴とする工具用ダイヤモンド焼結体。 （４００〜１００μｍのダイヤモンド粉末、１μｍ以下
の超微粒ダイヤモンド粉末、１μｍ以下の武またはこれ
と同一結晶構造を有する（Ｍｏ 、Ｗ） Ｃと鉄族金属
粉末の混合粉末を作成し、超高圧高温装置を用いて、ダ
イヤモンドが安定な高温高圧下でホットプレスすること
を特徴とする、１Ｏ−１００μｍの粗粒ダイヤモンドが
容量で５０〜８５９６を占め、残部が１μｍ以下の微粒
ダイヤモンドを容量で６０〜９０９６と１μｍ以下の寵
またはこれと同一結晶構造を有する（Ｍｏ 、Ｗ）
Ｃ及び鉄族金属から構成される結合材より成る工具用ダ
イヤモンド焼結体の製造方法。 （５）１０〜１００μｍのダイヤモンド粉末、１μｍ以
下の超微粒ダイヤモンド粉末、１μｍ以下のＷＣまたは
これと同一結晶構造を有する（Ｍｏ ｍＷ） Ｃ＋硼素
または硼化物及び鉄族金属の混合粉末を作成し、超高圧
高温装置を用いてダイヤモンドが安定な高温高圧下でホ
ットプレスすることを特徴とする１０〜１００μｍ の
粗粒ダイヤモンド粒子が容量で５０〜８５％を占め、残
部が１μｍ以下の超微粒のダイヤモンド粒子を容量で６
０〜ｇθ％と１μｍ以下のＷＣまたはこれと同一結晶構
造を有する（Ｍｏ ＋Ｗ）Ｃと鉄族金属及び硼素または
／および硼化物から構成される結合材より成り、硼素ま
たは／および硼化物の含有量が重量で該焼結体の０．０
０５〜０．１５％である工具用ダイヤモンド焼結体の製
造方法。 （６）１０〜１００μｍ のダイヤモンド粉末、１μｍ
以下の超微粒ダイヤモンド粉末、１μｍ以下のＷＣまた
はこれと同一結晶構造を有する（Ｍｏ 、Ｗ） Ｃの混
合粉末を作成し、この混合粉末の上に鉄族金属の一種、
または二種以上の合金板を載置した後、固体圧力媒体を
用いた超高圧高温装置を使用してダイヤモンドが安定な
高温高圧下□で鉄族金属の一種または二種以上の合金の
液相を混合粉末中に浸入させることにより、ダイヤモン
ド粒子を焼結せしめることを特徴とする１０〜１００μ
ｍの粗粒ダイヤモンド粒子が容量で５０〜８５％を占め
、残部が１μｍ以下の超微粒のダイヤモンド粒子を容量
で６０〜９０％と１μｍ以下のＷＣまたはこれと同一結
晶構造を有する（Ｍｏ ）Ｗ） ｃ および鉄族金属か
ら構成される結合材より成る工具用ダイヤモンド焼結体
の製造方法。 （７）１０〜１００μｍのダイヤモンド粉末、１μｍ以
下の超微粒ダイヤモンド粉末、１μｍ以下のＷＣまたは
これと同一結晶構造を有する（Ｍｏ 、Ｗ） Ｃと硼素
または硼化物の混合粉末を作成し、この混合粉末の上に
鉄族金属の一種または二種以上の合金板を載置した後、
固体圧力媒体を用いた超高圧高温装置を使用して、ダイ
ヤモンドが安定な高温高圧下で鉄族金属の一種または二
種以上の合金の液相を混合粉末中に浸入させることによ
り、ダイヤモンド粒子を焼結せしめることを特徴とする
ｉｏ〜１００μｍの粗粒ダイヤモンド粒子が容量で５０
〜８５％を占め、残部が１μｍ以下の超微粒のダイヤモ
ンド粒子を容量で６０〜９０％と１μη１以下のＷＣま
たはこれと同一結晶構造を有する（Ｍｏ 、 Ｗ）Ｃと
鉄族金属及び硼素または／および硼化物から形成される
結合材より成り、硼素または／および硼化物の含有量が
重量で該焼結体の０．００５〜０．１５９６である工具
用ダイヤモンド焼結体の製造方法。 （８）特許請求の範囲第（４）、（５）、（６）、（７
）項記載の製造方法において結合材形成粉末の一部とし
て用いるＷＣまたはこれと同一結晶構造を有する（Ｍｏ
、Ｗ）Ｃと鉄族金属の割合いがその共晶組成に相当す
るものより、炭化物の量を多くした混合粉末を用い、炭
化物と鉄族金属の共晶生成温度以上で超微粒ダイヤモン
ドの粒成長を抑制して焼結することを特徴とする工具用
ダイヤモンド焼結体の製造方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57095104A JPS58213676A (ja) | 1982-06-02 | 1982-06-02 | 工具用ダイヤモンド焼結体及びその製造方法 |
| SE8204983A SE457537B (sv) | 1981-09-04 | 1982-09-01 | Diamantpresskropp foer ett verktyg samt saett att framstaella densamma |
| FR8215073A FR2512430B1 (fr) | 1981-09-04 | 1982-09-03 | Agglomere de diamant pour outil et procede de fabrication de cet agglomere |
| DE19823232869 DE3232869A1 (de) | 1981-09-04 | 1982-09-03 | Diamantpressling fuer ein werkzeug und verfahren zu dessen herstellung |
| US06/414,821 US4505746A (en) | 1981-09-04 | 1982-09-03 | Diamond for a tool and a process for the production of the same |
| GB08225302A GB2107298B (en) | 1981-09-04 | 1982-09-06 | A diamond compact for a tool and a process for the production of the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57095104A JPS58213676A (ja) | 1982-06-02 | 1982-06-02 | 工具用ダイヤモンド焼結体及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58213676A true JPS58213676A (ja) | 1983-12-12 |
Family
ID=14128559
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57095104A Pending JPS58213676A (ja) | 1981-09-04 | 1982-06-02 | 工具用ダイヤモンド焼結体及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58213676A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010508164A (ja) * | 2006-10-31 | 2010-03-18 | エレメント シックス （プロダクション）（プロプライエタリィ） リミテッド | 多結晶質ダイヤモンド研磨材成形体 |
| JP2023505968A (ja) * | 2019-12-13 | 2023-02-14 | エレメント シックス （ユーケイ） リミテッド | 鉄含有バインダーを含む多結晶ダイヤモンド |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5841769A (ja) * | 1981-09-04 | 1983-03-11 | 住友電気工業株式会社 | 工具用ダイヤモンド焼結体及びその製造方法 |
-
1982
- 1982-06-02 JP JP57095104A patent/JPS58213676A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5841769A (ja) * | 1981-09-04 | 1983-03-11 | 住友電気工業株式会社 | 工具用ダイヤモンド焼結体及びその製造方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010508164A (ja) * | 2006-10-31 | 2010-03-18 | エレメント シックス （プロダクション）（プロプライエタリィ） リミテッド | 多結晶質ダイヤモンド研磨材成形体 |
| JP2023505968A (ja) * | 2019-12-13 | 2023-02-14 | エレメント シックス （ユーケイ） リミテッド | 鉄含有バインダーを含む多結晶ダイヤモンド |
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