JPS60264371A - 複合焼結材料円柱体 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は硬質な頭部を有する複合焼結材料円柱体に関す
る。

更に詳細には本発明は、ダイヤモンド焼結体或いは高圧
相窒化硼素焼結体の如き硬質な頭部と、該頭部と一体に
構成され、例えば超硬合金からなる支持部とを具備する
小径の複合焼結材料円柱体に関する。

このような本発明の対象となる小径の複合焼結材料円柱
体は、高性能な小径ドリルの素材或いはドツトプリンタ
のヘッド部として用いることがで！（，１：　きる。

従来技術 超硬合金よりなるドリルが金属、非金属材料の穴あけ用
に多用されている。特に近年急激に需要が伸びているプ
リント基板の穴あけには直径１ｍｍ前後の超硬合金製ド
リルが使われている。

プリント基板には各種の材料が使われているが、主とし
て用いられているのはガラス繊維にエポキシ樹脂を含浸
させた強化樹脂で、一般にガラエポ基板と称されている
。

このようなプリント基板の穴あけは剛性の高いドリルで
通常回転数５〜６万ｒｐｍの条件で行われているが、基
板に含まれるガラス繊維は超硬工具を非常に早く摩耗さ
せ、一般的に３０００〜５０００ヒツト（ヒツトとは穴
あけ回数のこと）で超硬ドリルは寿命となる。こうした
ドリル盤には自動工具交換装置がついており、寿命とな
ったドリルは自動的に交換されるが、生産効率向上のた
めにはこの自動工具交換のための時間も問題であり、ド
リル寿命をのばして工具交換回数すなわち交換時間を減
少させるという要求が強い。

プリント基板の特性からみると、更に耐熱性等を向」ニ
させて高機能化を計りたいという要求も強く、このよう
な基板材料は実際に製造可能であるが、一般にこのよう
な高機能材料（ま難削で、従来の超硬質ドリルでは非常
に短寿命となってしまい、このためこの種の基板材料の
実用化が出来ないのが実情である。

更に、通常のガラエポ基板に対しても更に高能率の穴あ
けを行うため穴あけドリルの回転数の土塀が望まれてい
るが、これも従来の超硬合金製ドリルでは切削速度の」
上昇と共に急激に寿命が低下してしまうのでドリル回転
数上昇による高能率化を達成できない。

一方、近年使用量が急激に増加しつつある焼結ダイヤモ
ンド工具は超硬工具に対して飛躍的に硬度が高く、耐摩
耗性がすぐれており、上記強化樹脂などの切削に於いて
は非常な高性能を発揮する。

ところが第１図に示すように、この焼結ダイヤモンド工
具は焼結ダイヤモンド層１１が超硬合金の支持部１２に
貼り合わされた複合焼結体１３をチップとして保持する
。

この複合焼結体１３を使用してドリルを作製する場合に
は第２図に示すようにシャンク１５の先端部に複合焼結
体１３を何らかの方法により固着させて作らざるを得な
い。

ところがこの複合焼結体１３から作られるドリルチップ
の径は一般に１ｍｍ程度であり、このような小径のもの
ではシャンク１５と余程強力な接合強度をもたせないと
接合後の刃先研削加工で接合部１６からはずれてしまい
、良好なドリルが製造できない。特に焼結ダイヤモンド
は難研削であり、研削抵抗が高く、通常の銀ロウ伺は程
度の強度では強度不足である。接合強度の高い接合方法
として例えば電子ビーム溶接が考えられるが、電子ビー
ム溶接を実施するとなると、ドリルの製造工程が複雑且
つ原価が高くなり、高性能ドリルの需要の近年の急激な
増加に対応できなかった。

発明の目的 本発明は、上記従来技術の問題を解決することを目的と
し、更に詳細には、硬質な頭部を有する小径の複合焼結
材料円柱体を提供し、これより耐摩耗性および剛性の優
れたドリルを容易に製造可能とすることを目的とする。

更に本発明の目的は、ガラエポ基板の如き離削性の基板
の穴あけを容易且つ高性能で実現する、長寿命のドリル
を低価格で提供することにある。

更に、本発明の目的は、ドツトプリンタのヘッドの如き
超硬質の先端部を必要とする細長の部材を容易に製造し
得る中間製品としての小径の複合焼結材料円柱体を提供
することにある。

発明の構成 」ユ記の目的を達成するため、本発明に従い、ダイヤモ
ンド粉末または高圧相窒化硼素粉末のいずれか一方また
は双方を５０％以」−含有し、断面が円形をなす硬質焼
結部と、該硬質焼結部とはヌ′同−径の円柱形をなし、
その１端部で該硬質焼結部と接合している支持部とを具
備する複合焼結材料円ｉ：：１　柱体”ｃｓ、−ｒ・ 該硬質焼結部と該支持部との接合は、該硬質焼結部の焼
結過程で形成されたものであり；更に、該複合焼結材料
円柱体の直径は３ｍｍ以下であり： 該硬質焼結部の軸方向長さが０．３〜２ｍｍであり；該
支持部の軸方向長さが該硬質焼結部の軸方向長さの５信
用」−であることを特徴とする硬質な頭部を有する複合
焼結材料円柱体が提供される。

ダイヤモンド粉末または高圧相窒化硼素粉末の平均粒度
は好ましくは３０μｍ以下であり、この範囲の粒度のダ
イヤモンドまたは高圧相窒化硼素焼結体で耐摩耗性およ
び剛性に優れた複合焼結飼料が得られる。

ただし、ダイヤモンド粉末を使用して切削］−具のチッ
プを作製するときは、平均粒度が１０μｍを越えるダイ
ヤモンド粉末を原料として使用すると、この複合焼結材
料円柱体を加工して得た切削工具の切刃が鋭利に成形で
きず、このため高性能とならないので、硬質焼結部は１
０μｍ以下のダイヤモンドまたは高圧相窒化硼素からな
るのが好ましい。

硬質焼結部がダイヤモンド粉末を主成分として焼結され
たものであるときは、ダイヤモンド粉末屯独、或いは７
０％以上のダイヤモンドを含み、残部がＲｅ、　Ｃｏま
たはＮｉを主成分とする結合材により焼結したものであ
る。このような硬質焼結部の好ましい例としては、７０
％以上のダイヤモンドとｌｌＩｃ−５〜１５％Ｃｏとの
焼結体がある。

尚、硬質焼結部の材料としてダイヤモンド単独の粉末を
使用する場合は、硬質焼結部の焼結時に支持部材料中の
結合材成分が硬質焼結部材料粉束中に溶浸することによ
って硬質焼結部の焼結が達成される。

硬質焼結部が高圧相窒化硼素粉末を主成分とする場合は
、高圧相窒化硼素粉末単独、或いは５０％以上の高圧相
窒化硼素に４ａ、　５ａ、　６ａ族元素の炭化物、窒化
物、炭窒化物及びアルミニウムおよび／またはシリコン
を結合材として添加して焼結したものがある。なお、高
圧相窒化硼素単独の粉末は結合材を必要とせず、それ自
体でも硬質焼結部の焼結が達成される。ここで、高圧相
窒化硼素とは、立方晶型窒化硼素およびウルツ鉱型窒化
硼素を意味する。

支持部は、いわゆる超硬合金、ずなわぢ、周期律表第４
ａ、　５ａ、６ａ族元素の炭化物、窒化物、炭窒化物、
硼化物、珪化物又はこれらの相互固溶体炭化物をＰｅＸ
Ｃ０またはＮｉの鉄族金属で結合した焼結合金またはサ
ーメットである。サーメットの１例としては、（Ｍｏ、
　ｌ１ｌ）　Ｃの炭化物をＮ１またはＣｏの鉄族金属で
結合したものがある。

更に別の支持部材料としては、Ｗを８０〜９）（重潰％
含み、残余がＮｉ−ＦｅまたはＮｉ　−Ｆｅ−Ｃｏから
なるいわゆるヘビー・メタルといわれる焼結合金がある
。

本発明の複合焼結材料円柱体の重要な特徴の１つは、硬
質焼結部と支持部との接合が硬質焼結部の焼結過程で形
成されたものである点にある。従って、支持部の成分は
、硬質焼結部の焼結過程で硬質焼結部と接合し得る材質
であることが必要である。しかしながら、上記した硬質
焼結部と支持部との成分の範囲ではこのような組み合わ
せは無限にあり、ダイヤモンドまたは高圧相窒化硼素の
高圧力および高温度下のホットプレスによる焼結過程で
、上記したように支持部材中の鉄系金属の結合材が溶浸
して硬質焼結部と支持部との接合は容易に生ずる。従っ
て、このような硬質焼結部と支持部の成分の選択は当業
者が上記した範囲内で必要に応じて可能であることは云
うまでもない。

更に高圧相窒化硼素粉末は上記したように単独でも焼結
可能であり、支持部との接続はその焼結過程で達成され
る。

更に、本発明の１つの態様に従うと、硬質焼結部と支持
部とは、厚さ０．５ｍｍ以下の中間接合層を介して接合
されている。

中間接合層としては、７０％未満の高圧相窒化硼素と残
部が周期律表第４ａ族のＴｉ、　Ｚｒ、Ｈｆの炭化物、
窒化物、炭窒化物あるいはホウ化物の１種もしくはこれ
らの混合物または相互固溶体化合物を主体としたものと
、これにＡＩおよび／またはＳｌを０，１重量％以上含
有するものが好ましい。

（１１：：　更に、本発明の１つの態様に従うと、支持
部が軸方向に２以」二の材料層から構成されてもよい。

このような１例として、第２の材料層の支持側の層がＷ
Ｃ−Ｃｏ焼結合金であり、硬質な頭部側の層が（Ｍｏ、
　ｗ）　Ｃの炭化物をＮｉまたはＣｏの鉄族金属で結合
したザーメットからなるものがある。

上記した如く、本発明に於いては硬質焼結部と支持部の
接合が硬質焼結部の焼結時に形成されることが肝要であ
る。このために、硬質焼結部のホットプレス（焼結処理
）時に硬質焼結部の材料粉末を支持部材料の」二に配置
してホットプレスを行うことが必要である。このとき、
支持部となる材料は、既に焼結済みの固形超硬合金であ
ってもよく、或いは超硬合金材料の粉末であってもよい
。

以上、本発明の複合焼結材料円柱体をその硬質焼結部の
ホットプレス前の成分に基づき説明したが、焼結後の硬
質焼結部、支持部およびそれらの接合部分については特
定していない。しかしながら、焼結後の硬質焼結部、支
持部およびそれらの接合部分の成分は、それらの組み合
わせ自体ふよびホットプレスの温度、圧力、持続時間に
よって１ 微妙に変動するものであり、当業者が本発明を実施する
に際し、ホットプレス前の成分に基づいた方がより容易
且つ正確に発明の内容を理解出来るものである。従って
、焼結後の硬質焼結部、支持部およびそれらの接合部分
の成分自体についてはこれ以上の説明を省略する。

次ぎに、本発明の複合焼結材料円柱体の寸法上の特ｆ救
を説明する。

本発明の複合焼結材料円柱体は３ｍｍ以下の直径である
ことが必要である。３ｍｍを越える直径の複合焼結材料
円柱体はプリント基板の穴あけドリル用素材としては不
適格である。また研削して使用するにしても研削代が大
きくなり不経済である。

また、硬質焼結部の軸方向の長さは０．３〜２ｍｍの範
囲である。０．３ｍｍ未満では、ドリル先端部として使
用した場合には必要な切羽を形成できず、２ｍｍを越え
る長さでは高価なダイヤモンド粉末等を多量に使用する
ことになり不経済である。

更に、本発明の複合焼結材料円柱体の支持部の長さは硬
質焼結部の長さの５倍以上であることが２ 必要である。ドリルを作製する場合に、ドリルの刃先長
さを確保し、末端をシャンクに埋込む必要があるので、
上記の通り、硬質焼結部の長さの５倍以上の長さの支持
部が必要となる。

以上説明の如き本発明の細長の複合焼結材料円柱体は従
来存在しなかったものである。その理由は、本発明の複
合焼結材料円柱体の如く断面積に対し軸方向長さの大き
い材料では軸方向に加圧してホットプレスを行っても、
粉末材料層による圧力損失が大きく、軸方向中央部分に
必要な圧力がかからず、強固な焼結体が得られないから
である。

更に、小断面積で且つ軸方向長さの大きい材料では軸方
向に加圧して更に高圧力のホットプレスを行いダイヤモ
ンドまたは高圧相窒化硼素の安定な温度および圧力を維
持するようにすると、ホットプレスのコンテナ内の圧力
分布が極めて変則的となるので曲がりなどの変形を起こ
し易く十分な寸法精度を持つ焼結体が得られないからで
ある。

そのため、細長の焼結材料のホットプレスでは焼結材料
の軸方向が加圧方向と直角となるよう焼結材料を配置し
ていた。このようなホットプレスで、本発明の如き細長
の複合材料を焼結すると、異った材料層間の境界面に垂
直な方向での圧力は小さく、十分な強度の接合が得られ
なかった。

これに対し、本発明者らは後述する如く、断面積の大き
な複合材料ブロックのホットプレスを行って複合焼結体
ブロックを製造し、これを放電ワイヤカッティングで小
径の円柱体に切断することにより小径で細長の、硬質な
頭部を有する複合焼結材料円柱体を与えることに成功し
たものである。

添付図面の第３図（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ本発明
の複合焼結材料円柱体の外観を示す。

第３図（ａ）に示す複合焼結材料円柱体２３は硬質焼結
部２１と支持部２２とからなり、硬質焼結部２１と支持
部２２とは硬質焼結部２１の焼結過程で一体に接合され
ている。

他方、第３図（ｂ）に示す複合焼結材料円柱体２３では
、硬質焼結部２１と支持部２２とは、それらの間に中間
接合層２４を介在させて接合している。

、：、１　次に本発明の複合焼結材料円柱体の製造方法
を説明する。

本出願と同日付けの特許出願「複合焼結材料棒状体の製
造方法」に記載の如く、本発明者らは、まず断面積の大
きな複合材料ブロックのホットプレスを行って複合焼結
体ブロックを製造し、これを放電ワイヤカッティングで
小径の円柱体に切断することにより小径で細長の、硬質
な頭部を有する複合焼結材料円柱体を与えることに成功
したものである。

すなわち、この同日付けの特許出願「複合焼結材料棒状
体の製造方法」に記載の方法では、ダイヤモンド粉末ま
たは高圧相窒化硼素粉末を５０％以上含有する硬質焼結
体用の第１の材料層と、該第１の材料層の焼結過程で該
第１の材料の硬質焼結体と接合する第２の材料層とを同
一のホットプレスコンテナ内に加圧方向に重ねて装入し
、高温高圧下でホットプレスして該第１の材料層を焼結
する。と同時に、得られた硬質焼結体を該第２の材料層
側と接合せしめて、所定厚さの硬質焼結体の層を有する
複合材料ブロックを形成し、該複合材料５ ブロックを放電ワイヤカッティング方法により材料層厚
方向に切断して、該複合材料ブロックの材料層厚方向厚
さに対して１１５以下で且つ３ｍｍ以下の相当直径ＤＢ
の断面を有し、頭部に硬質焼結体を備える細長の複合材
料棒状体を２本以上切り取る。

この複合材料をホットプレスして焼結するに際し、本発
明に従うと、複合材料ブロックの軸方向長さは相当直径
Ｄｌ！の３倍、好ましくは２倍以下の必要がある。３倍
を越える軸方向長さの複合材料ブロックのホットプレス
を行うと複合材料ブロック内の圧力分布が変則的となり
、曲がりなどを生ずるからである。本明細書中で、相当
直径とは断面積の等しい円の直径に換算した値を意味す
る。

第３図に示す複合材料円柱体の切り出し方法を説明する
。上述の如くホットプレスして得られた複合焼結体ブロ
ック３３は、第４図（ａ）に示す如く、厚さ１ｍｍのダ
イヤモンド焼結体層３１と、これに接合した超硬合金層
３２とからなり、中間接合層を含む場合では第４図（ｂ
）示す如くダイヤモンド焼結６ 体層３１と超硬合金層３２とが中間接合層３４を介して
接合されている。図示の例では円柱状の複合焼結体ブロ
ックを示しているが、複合焼結体ブロックは円柱体でも
角柱体でもよいことは勿論である。

これらの複合焼結体ブロックを第５図に示す如く、複合
焼結体ブロックと同軸方向の相当直径３ｍｍ以下の断面
の棒状体に放電ワイヤカッティング法により切断して第
３図（ａ）および（ｂ）に示す如き硬質の頭部を有する
複合材料棒状体に切断する。

この放電ワイヤカッティング法では、ワイヤと複合焼結
体ブロックとの間に高電圧をかけ、ワイヤを緊張した状
態で走行させてブロックを切断するものであり、その方
法の詳細は例えば米国特許第４．１０３．１３７号を参
照されたい。

以下、本発明の頭部に硬質な焼結体を有する複合焼結材
料円柱体の具体的な製造例を説明する。

製造例１ 外径１８ｍｍ、内径１４ｍｍ、高さ１５ｍｍのＷＣｉ２
％Ｃ。

超硬合金製リング、外径１４ｍｍ、高さ］２ｍｍのＷ　
Ｃ−１２％Ｃｏ超硬合金製円柱ブロック、外径１４ｍｍ
、厚さ０．５ｍｍのＷＣ−１２％Ｃｏ超硬合金製円板と
粒径０，５μｍのダイヤモンド粉末８５％と残余が粒径
０．５μｍ以下のＷＣ−１５％［：ｏ超硬合金粉末より
なる混合粉末を用意した。

超合金リングの内径に超合金円柱ブロックを挿入し、超
硬合金リング内面と超硬合金円柱ブロックの−１−面と
で形成される直径１４ｍｍ、深さ３ｍｍの凹所に前記混
合ダイヤモンド粉末を充填後加圧して、混合粉末の高さ
を１．５μｍとし、超硬合金円板で蓋をした後、超高圧
焼結装置中に配置し、圧力５５ｋｂ、温度１３７０℃の
条件で１５分間焼結を行った。冷却後、減圧して取り出
した封入容器の」二部超硬合金円板を研削により除去す
ると高さ１２師の超硬合金支持部の上面に厚さ１ｍｍの
焼結ダイヤモンド層が接合して形成され周囲に超硬合金
製リングがやはり支持部及び焼結ダイヤモンド層に結合
した複合体ブロックが得られた。

この複合体ブロックを第５図に示すように、放ｊ’　電
ワイヤカ′・ト加工機に装着し・放電月ヤ”゛′ティン
グして、複合体ブロックの軸方向より直径１ｍｍ、長さ
１３ｍｍの丸棒で支持体部はＷＣ−１２％［０超硬合金
よりなり、その一端に長さ１ｍｍの焼結ダイヤモンド層
が固着形成された円柱体を得た。

製造例２ それぞれＷＣ−１２％Ｃｏ超硬合金よりなる■外径１８
ｍｍ１内径１．４ｍｍ、高さ２０ｍｍのリング、■ダ径
］　４ｍｍ　。

高さ１８ｍｍの円柱ブロック、■外径１４ｍｍ、厚さ０
．５ｍｍの円板と、粒径３μｍのダイヤモンド粉末９０
％と残余がＣｏ粉末よりなる混合粉末、粒径３μｍの高
圧相窒化硼素（以下、立方晶型窒化硼素をＣＢＮと略記
する）粉末６０％と残余が（ＴｉＮ−１０重用％Ａｌ）
の組成の粉末よりなる混合粉末を用意した。

超硬合金製同社ブロックの上面に前記ＣＢＮ混合粉末を
溶媒に溶かしたものを厚さ５０μｍに塗付した後、溶媒
を加熱除去し、この処理を行った超硬合金円柱ブロック
な超硬リング内径に挿入した。

次に、超硬合金リング内面とＣＩ３　Ｎ混合粉末を塗付
した超硬合金円柱ブロックの上面とで形成さ９ れる凹所に前記ダイヤモンド混合粉末を充填した後、加
圧成型して厚さ１．８ｍｍのダイヤモンド混合粉末層を
形成した後、超硬合金円板で蓋をした。

次にこの容器を超高圧焼結装置中に配置し、圧力５５　
ｋ　ｌ］、温度１４００℃で１０分間焼結を行った後、
冷却、減圧して容器を取り出した。容器の上部超硬合金
円板を研削除去すると高さ１８ｍｍの超硬合金支持体の
」二面に厚さ１．２ｍｍの焼結ダイヤモンド層が厚さ２
５μｍの焼結ＣＢＮ層を介して接合され、周囲に超硬合
金リングが支持体及び焼結ダイヤモンド層に結合した複
合体ブロックが得られた。

この複合体ブロックを放電ワイヤカット、加工機に装着
し、放電ワイヤカッティングにより複合体の軸方向より
直径２ｍｍ、長さ１９．２ｍｍの丸棒で支持体部はＷＣ
−］、２２％０超硬合金よりなり、その一端に長さ１．
２ｍｍの焼結ダイヤモンド層が厚さ２５μｍの焼結ＣＢ
Ｎ界面層を介して接合形成された円相体を得た。

０ 製造例３ （Ｍｏ、、Ｗ、）Ｃ−１，１％Ｃｏ超硬合金よりなり、
」二面に直径２０ｍｍ、深さ３ｎ＋ｎ＋の円形凹所を有
する外径２４ｍｍ、高さ２５ｍｍの円柱ブロック、外径
２０ｍｍ、厚さく）、５ｍｍのＷＣ−１，２％Ｃｏ超硬
合金製円板ど粒径０．５ｔｚｍのダイヤモンド粉末８０
％と残余が粒径０，５ｔｔｍ以下のＷＣ−１５％Ｃｏ超
硬合金粉末よりなるダイヤモンド混合粉末を用意した。

このダイヤモンド混合粉末を前記超硬合金円柱ブロック
の上面凹所に充填後加圧して高さ２．３ｍｍのダイヤモ
ンド混合粉末層を形成した。次にこの上に超硬合金円板
で蓋をした後、超高圧焼結装置内に配置し、圧力５５ｋ
ｂ、温度１４００℃で１５分間焼結した。

焼結後、封入容器を取り出し、」二面の超硬合金蓋を研
削除去すると」二面円形凹所に厚さ１．５ｍｍの焼結ダ
イヤモンド層を有し、これが周囲の（Ｍｏ、、Ｗ３）Ｃ
−月％Ｃｏ合金容器に強固に接合した複合体ブロックが
得られた。

この複合体ブロックを放電ワイヤカット加工機に装着し
、放電ワイヤカッティングにより複合体ブロックの軸方
向より直径２ｍｍ、長さ２３．５ｍｍの丸棒で支持体部
は（Ｍｏ７、Ｗ３）Ｃ−１］％ＣＯ超硬合金よりなり、
その一端に長さ１．５ｍｍの焼結ダイヤモンド層が固着
形成された円柱体が得られた。

製造例４ 外径１８ｍｍ、内径１４ｍｍ、高さ１５ｍｍのＷＣｌ２
％［０超硬合金リング、外径１４ｍｍ、高さ１２ｍｍの
９６重量％Ｗ−３重量％Ｎｉ−１重量％Ｃｕ合金よりな
る円柱ブロック、外径１４＋ｒ＋＋ｒ＋、厚さ０．５＋
ｎ＋ｎのＷＣ−１２％Ｃｏ超硬合金円板と粒径３μｍの
ＣＢＮ８５％と残余がＴ！Ｎｏ、ａ２粉末とＡ１粉末を
重量仕で８０：２０として混合した後、１０００℃で３
０分真空炉内で加熱処理を行った後、０．３　μｍに粉
砕した粉末とよりなるＣＢＮ混合粉末を用意した。

超硬合金リングの内径にＷ合金円柱ブロックを挿入して
、超硬合金リング内面とＷ合金円柱ブロック上面とで形
成される直径１４ｍｍ、深さ３ｍｍの凹、ｊ、）＃Ｒｌ
、：　。″４２ｃ　Ｂ　Ｎｆｉ＠ｌｊ１ＭｔｆＴＧｊｊ
ｔ　Ｌ、　ＤＤＪＩ　ｕＴ？に８１、７ｍｍのＣＢＮ混
合粉末層を形成した。次いで、超硬合金円板をかぶせて
蓋をし、超硬合金容器全体を超高圧焼結装置中に配置し
、しかる後圧力５０ｋｂ、温度１２５０℃で２０分間焼
結を行った。

焼結後、超硬合金容器を取り出し、−１−面のＷＣ−１
２％Ｃｏ超硬合金蓋を研削除去すると高さ１２ｍｍのＷ
合金支持部の」二面に１７さｌ、ｍｍの焼結ＣＢＮ層が
接合して形成され周囲に超硬合金製リングが支持体およ
び焼結ＣＢＮ層に接合した複合体ブロックが得られた。

この複合体ブロックを放電ワイヤカット加工機に装着し
、放電ワイヤカッティングにより複合体ブロックの軸方
向より直径１ｍｍ、長さ］　３ｍｍの丸棒で支持部は９
６重量％Ｗ−３重量％Ｎ１−１重…％白Ｊ合金よりなり
、その一端に長さ１ｍｍの焼結ＣＢＮが固着形成された
円柱体が得られた。

製造例５ 外径４Ｑｍｍ、内径３６ｍｍ、高さ４Ｇ＋ｒ＋ｍのＷＣ
ｌ２％ＣＯ超硬合金リング、外径３６ｍｍ、高さ３４ｍ
ｍのＷ　Ｃ、、、−］　２３ ％Ｃｏ超硬合金円柱フロック、外径３６ｍｍ、厚さ０．
５ｍｍのＷＣ−１２％Ｃｏ超硬合金円板と粒径３μｍの
ＣＢＮ粉末粉末６債 組成の粉末よりなるＣＢＮ混合粉末を用意した。

まずＣＢＮ混合粉末を直径３６ｍｍ、厚さ２．５ｍｍの
円板に加圧成型し、前記超硬合金リングの内径に下部よ
り超硬合金円板、ＣＢＮ成型体、超硬合金円柱ブロック
、ＣＢＮ成型体、超硬合金円板の順に積層配置し、セッ
トした容器全体を超高圧焼結装置中に配置して圧力４０
ｋＪ温度１２００℃で２０分間焼結した。

焼結後取り出し、」１下の超硬合金蓋を研削除去すると
高さ３　４ｍ＋ｎの超硬合金円柱ブロックの上下面に直
径３６ｍｍ，厚さ１．　５ｍｍの焼結ＣＢＮ層が固着形
成され、更に周囲が超硬合金リングでおおわれた複合体
ブロックが得られた。

次に、この複合体ブロックを放電ワイヤカット加工機に
装着し、放電ワイヤカッティングにより複合ブロック軸
方向より、直径２．５ｍｍ，長さ３７ｍｍの丸棒でその
両端に長さ１．　５ｍｍの焼結ＣＢＮ層が４ 固着形成されものが得られた。

この丸棒を更に長さ方向中央部で切断２分することによ
り直径２．５ｍｍ，長さ］８ｍｍの丸棒で支持部はＷＣ
−１２％Ｃｏ超硬合金よりなり一端に長さ１．５ｍｍの
焼結ＣＢＮ層が固着形成された棒状体が得られた。

尚、本明細書中では％の表示は、特別に示さない限り体
積パーセントで示す。

発明の効果 以上に説明の如く本発明は、ダイヤモンドまたは高圧相
窒化硼素の硬質焼結部と、これと接合している支持部と
からなり、硬質焼結部と支持部との接合は硬質焼結部の
焼結過程で形ＬＩ宛されたことを特徴とし、直径が３ｍ
ｍ以下の細長の複合焼結材料円柱体を提供するものであ
る。

本発明の複合焼結材料円柱体を用いると、耐摩耗性およ
び剛性の優れた高性能なドリルを容易に製造することが
できる。

例えば、本発明の複合焼結材料円柱体２３をドリルに適
用した例を第６図に示す。

第６図（ａ）に示す如（、ドリルのシャンク２５の先端
に、複合焼結材料円柱体とはゾ同−径の孔２６を穿設す
る。この孔２６に本発明の複合焼結材料円柱体２３の支
持部の一端部を押し込み、固定する。このとき、孔２６
内にロウ材を滴下しておき、ロウ付けしてもよい。

この第６図（ａ）に示す如く、シャンクに固定された複
合焼結材料円柱体２３を刃付は加工し、第６図（ｂ）に
示す如きドリルを得た。この本発明の複合焼結材料円柱
体を用いて製造したドリルは複雑な電子ビーム溶接によ
る接合部分を含まず、しかも全体として強固且つ堅牢な
構造である。従って、ガラエポ基板の如き高性能のプリ
ント基板に対しても高能率の穴あけを行うことが可能で
ある。

更に、本発明の複合焼結材料円柱体は断面が円形にカッ
トされているので、第６図（ａ）に示す如くドリルのシ
ャンクの先端に穿孔された穴に押し込む際にも特別な加
工を必要とせずに取り付けるこ、１：　とができ、更に
刃先加工の削り代も少量であり経済的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術の複合ダイヤモンド焼結体の構造を示
す。 第２図は従来技術の複合焼結体を刃先に固着したドリル
を示す。 第３図（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ本発明の実施例の複
合焼結材料円柱体を示す。 第４図（ａ）および（ｂ）はそれぞれ本発明の複合焼結
材料円柱体を切り出す前の状態の複合焼結材料ブロック
の斜視図である。 第５図は、複合材料ブロックから小断面の円柱体を切り
出す位置を示す。 第６図（ａ）は本発明の複合焼結材料円柱体をドリルの
シャンクに固着した状態を示し、第６図ら）はこのよう
にして得られたドリルを示す。 （主な参照番号） １１・・・従来のダイヤモンド工具の焼結ダイヤモ７ ンド層、１２・・・超硬合金製の支持部、１３・・・従
来の複合焼結ダイヤモンドのチップ、１５・・・シャン
ク、 ２１・・・本発明の複合焼結材料円柱体の硬質焼結部、
２２・・・支持部、２３・・・本発明の複合焼結材料円
柱体、２４・・・中間接合部、 ３１・・・複合材料ブロックの硬質焼結部、３２・・・
支持部、３３・・・複合材料ブロック、３４・・・中間
接合部、 特許出願人　住友電気工業株式会社 代　理　人　弁理士　新居　正彦 ８ 第１図　第２図 第３図 Ｃα）（ｂ） 第４図 （α）　（ｂ） 第５図 特開昭６０〜２６４３７１（９） 第６図 （α） ３ いま迂］

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）ダイヤモンド粉末または高圧相窒化硼素粉末のい
   ずれか一方または双方を５０％以上含有し、断面が円形
   をなす硬質焼結部と、該硬質焼結部とはゾ同−径の円柱
   形をなし、その１端部で該硬質焼結部と接合している支
   持部とを具備する複合焼結材料円柱体であって、 該硬質焼結部と該支持部との接合は該硬質焼結部の焼結
   過程で形成されたものであり；更に、該複合焼結材料円
   柱体の直径は３ＩＴｌｌＴ１以下であり； 該硬質焼結部の軸方向長さが０．３〜２ｍｍであり；該
   支持部の軸方向長さが該硬質焼結部の軸方向長さの５倍
   以上である、 ことを特徴とする硬質な頭部を有する複合焼結材料円柱
   体。
2. （２）上記硬質焼結部のダイヤモンド粉末または高圧相
   窒化硼素粉末は平均粒度３０μｍ以下であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の硬質な頭部を有する
   複合焼結材料円柱体。
3. （３）上記硬質焼結部のダイヤモンド粉末または高圧相
   窒化硼素粉末は平均粒度１０μｍ以下であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の硬質な頭部を有する
   複合焼結材料円柱体。
4. （４）上記支持部は、周期律表第４ａ、５ａ、　６ａ族
   元素の炭化物又はこれらの相互同溶体炭化物を鉄族金属
   で結合した超硬合金よりなる特許請求の範囲第１項乃至
   第３項のいずれかに記載の硬質な頭部を有する複合焼結
   材料円柱体。
5. （５）上記支持部は、Ｗを８０〜９８重量％含み、残余
   がＮｉ−ＰｅまたはＮｉ　−Ｆｅ−Ｃｕからなる合金で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第３項
   のいずれかに記載の硬質な頭部を有する複合焼結材料円
   柱体。
6. （６）　ｌ記硬質焼結部と支持部との接合は厚さが０．
   ５ｍｍ以下の中間接合層を介してなされることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項乃至第５項のいずれかに記載
   の硬質な頭部を有する複合焼結材料円柱体。