JPS623111B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS623111B2 JPS623111B2 JP53042435A JP4243578A JPS623111B2 JP S623111 B2 JPS623111 B2 JP S623111B2 JP 53042435 A JP53042435 A JP 53042435A JP 4243578 A JP4243578 A JP 4243578A JP S623111 B2 JPS623111 B2 JP S623111B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diamond
- sintered body
- crystals
- powder
- sintered
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
ダイヤモンド粉末を焼結したダイヤモンド焼結
体は線引ダイスなどの用途に近年段々多く使われ
始め重要な工業用材料としての基盤を固めて来て
いる。
体は線引ダイスなどの用途に近年段々多く使われ
始め重要な工業用材料としての基盤を固めて来て
いる。
現在市場に出ているダイヤモンド焼結体はダイ
ヤモンド粉末を黒鉛からダイヤモンドへ変換する
触媒金属、実際にはコバルト合金で結合したもの
である。
ヤモンド粉末を黒鉛からダイヤモンドへ変換する
触媒金属、実際にはコバルト合金で結合したもの
である。
既在のダイヤモンド工具の市場は大きく分けて
線引ダイス、切削工具、ドレツサー、鉱山土木工
具、その他となるが、現在市販されているダイヤ
モンド焼結体は前２者のみには普及して来ている
が他の市場には殆んど普及して来ていない。本発
明者らはこの原因をまずドレツサー市場について
種々検討した。そしてドレツサー用途には焼結体
中のダイヤモンド粒度が大きく影響することを発
見し本発明に至つたものである。現在市販されて
いるダイヤモンド焼結体中のダイヤモンド結晶粒
度は線引ダイス用であつても50ミクロン以下、切
削工具用では数ミクロンである。この粒度のもの
しか市販されていない理由は定かではない。しか
し切削工具用には余り粗いものは不適であること
は超硬合金Ｂの例からみても明らかであろう。
線引ダイス、切削工具、ドレツサー、鉱山土木工
具、その他となるが、現在市販されているダイヤ
モンド焼結体は前２者のみには普及して来ている
が他の市場には殆んど普及して来ていない。本発
明者らはこの原因をまずドレツサー市場について
種々検討した。そしてドレツサー用途には焼結体
中のダイヤモンド粒度が大きく影響することを発
見し本発明に至つたものである。現在市販されて
いるダイヤモンド焼結体中のダイヤモンド結晶粒
度は線引ダイス用であつても50ミクロン以下、切
削工具用では数ミクロンである。この粒度のもの
しか市販されていない理由は定かではない。しか
し切削工具用には余り粗いものは不適であること
は超硬合金Ｂの例からみても明らかであろう。
焼結時におけるダイヤモンド結晶の粒成長はあ
まり認められないので、焼結体中のダイヤモンド
結晶の大きさは原料ダイヤモンド粉末の粒度に特
に50ミクロン以上の粗結晶の場合には殆んど支配
される。従つて粒度50ミクロン以上の焼結体を得
るのには、50ミクロン以上の粒度の原料粉末を用
いる必要がある。ところがこの事は焼結体作成技
術上大変難かしい。というのはこのような粗粉は
型押成型出来ず、また金属箔に包み一定の形状を
与えることも容易ではない。ところが本発明者ら
は先願の極めて功みな方法（特開昭52−96909
号）を用いて粗粒焼結体を作つた。すなわち厚肉
の金属缶の中に粉末を充填するのみで良い訳で１
mm位の粗粉末を原料にする場でも何ら問題ない。
本発明者らはこのような自己の保有する技術を用
いて種々な粒度のダイヤモンド焼結体を作成し、
いまだ十分には成功していないドレツサー用途の
性能試験を行なつた。その結果0.25mm以上の原料
粉末を用いた。
まり認められないので、焼結体中のダイヤモンド
結晶の大きさは原料ダイヤモンド粉末の粒度に特
に50ミクロン以上の粗結晶の場合には殆んど支配
される。従つて粒度50ミクロン以上の焼結体を得
るのには、50ミクロン以上の粒度の原料粉末を用
いる必要がある。ところがこの事は焼結体作成技
術上大変難かしい。というのはこのような粗粉は
型押成型出来ず、また金属箔に包み一定の形状を
与えることも容易ではない。ところが本発明者ら
は先願の極めて功みな方法（特開昭52−96909
号）を用いて粗粒焼結体を作つた。すなわち厚肉
の金属缶の中に粉末を充填するのみで良い訳で１
mm位の粗粉末を原料にする場でも何ら問題ない。
本発明者らはこのような自己の保有する技術を用
いて種々な粒度のダイヤモンド焼結体を作成し、
いまだ十分には成功していないドレツサー用途の
性能試験を行なつた。その結果0.25mm以上の原料
粉末を用いた。
即ち焼結体中の大部分のダイヤモンド結晶の大
きさが0.25mm以上の焼結体が第１図に示したよう
に優秀な性能を示すことを発見した。
きさが0.25mm以上の焼結体が第１図に示したよう
に優秀な性能を示すことを発見した。
図で30/40メツシユ以上のより粗い原料を使え
ば更に性能の向上が期待されるが現在市販されて
いる人工ダイヤモンド粉末の最大粒度はここまで
であるので試験出来なかつた。
ば更に性能の向上が期待されるが現在市販されて
いる人工ダイヤモンド粉末の最大粒度はここまで
であるので試験出来なかつた。
天然のものには市販品があるが価格が高くなる
ので実用的ではない。
ので実用的ではない。
粗粒であるほど高性能である理由は次の如くと
考えられる。
考えられる。
ドレツサーの方の結晶粒度と砥石の方の砥粒結
晶粒度は色々な大きさの関係をもつ。もし砥石の
方の粒度がドレツサーのそれより大きい時には、
ドレツシング時ダイヤモンド焼結体のバインダー
相をも含めた耐摩耗性の相互比較となる。逆の場
合には極端に云えば単結晶ダイヤモンドでドレツ
シングしているのと同じとなる。
晶粒度は色々な大きさの関係をもつ。もし砥石の
方の粒度がドレツサーのそれより大きい時には、
ドレツシング時ダイヤモンド焼結体のバインダー
相をも含めた耐摩耗性の相互比較となる。逆の場
合には極端に云えば単結晶ダイヤモンドでドレツ
シングしているのと同じとなる。
ドレツシングされた砥石の粒度は100メツシユ
（149ミクロン、米国標準フルイ規格、以下メツシ
サイズは全て同規格による）以下が普通である。
従つて60メツシユ（250ミクロン）以上のダイヤ
モンド粒度の場合には、この単結晶ダイヤの場合
と同じと見做せる。これが粗粒が好ましい一つの
大きな理由であると考えられる。
（149ミクロン、米国標準フルイ規格、以下メツシ
サイズは全て同規格による）以下が普通である。
従つて60メツシユ（250ミクロン）以上のダイヤ
モンド粒度の場合には、この単結晶ダイヤの場合
と同じと見做せる。これが粗粒が好ましい一つの
大きな理由であると考えられる。
また触媒金属を含有するダイヤモンド焼結体で
は焼結中にダイヤモンド−ダイヤモンド接合が充
分成長発達していわゆるダイヤモンドスケルトン
を形成している。このこともドレツサーの性能上
好ましい。このようなダイヤモンド結晶粒が互い
に強固に接合した焼結体を得るにはダイヤモンド
が安定な高温高圧下において鉄属金属等のダイヤ
モンド合成に使用される触媒金属がダイヤモンド
と共存する状態で焼結することによつて得られ
る。この場合原料ダイヤモンド粒子はその表面部
より触媒金属中に溶解してまた再析出することに
よりダイヤモンド粒子間のスケルトンを形成す
る。
は焼結中にダイヤモンド−ダイヤモンド接合が充
分成長発達していわゆるダイヤモンドスケルトン
を形成している。このこともドレツサーの性能上
好ましい。このようなダイヤモンド結晶粒が互い
に強固に接合した焼結体を得るにはダイヤモンド
が安定な高温高圧下において鉄属金属等のダイヤ
モンド合成に使用される触媒金属がダイヤモンド
と共存する状態で焼結することによつて得られ
る。この場合原料ダイヤモンド粒子はその表面部
より触媒金属中に溶解してまた再析出することに
よりダイヤモンド粒子間のスケルトンを形成す
る。
本発明のドレツサー用ダイヤモンド焼結体の製
造に使用するダイヤモンド原料粉末の種類はたと
えば現在石材等の切断加工用に溶浸法や低圧のホ
ツトプレス等で作成されるメタルボンドのダイヤ
モンド切断刃に使用されるSaw gradeのダイヤモ
ンドが最も適している。
造に使用するダイヤモンド原料粉末の種類はたと
えば現在石材等の切断加工用に溶浸法や低圧のホ
ツトプレス等で作成されるメタルボンドのダイヤ
モンド切断刃に使用されるSaw gradeのダイヤモ
ンドが最も適している。
現在市販されている合成ダイヤモンド砥粒には
大別するとこの他にレジンボンド砥石用と、メタ
ルボンド砥石用の砥粒があるが切断刃用の砥粒は
最も砥粒自身の強度が高く、結晶中の欠陥の少な
いものである。このような高品質の砥粒は製造条
件を厳密にコントロールすることによつて合成さ
れる。本発明のドレツサー用焼結体においては
0.25mm以上の粗粒を使用して焼結するか、高圧下
に加圧した段階で粒子の一部は破砕されて粒子間
の間隙を埋めまた微細になつた粒子は触媒に溶解
して再折出する。しかし大部分の粒子は結晶粒子
自身が高強度であつたためたとえば55Kbという
超高圧下に加圧してもその形態を保つており、焼
結することによつてもその砥粒の強度は失なわれ
ることはない。
大別するとこの他にレジンボンド砥石用と、メタ
ルボンド砥石用の砥粒があるが切断刃用の砥粒は
最も砥粒自身の強度が高く、結晶中の欠陥の少な
いものである。このような高品質の砥粒は製造条
件を厳密にコントロールすることによつて合成さ
れる。本発明のドレツサー用焼結体においては
0.25mm以上の粗粒を使用して焼結するか、高圧下
に加圧した段階で粒子の一部は破砕されて粒子間
の間隙を埋めまた微細になつた粒子は触媒に溶解
して再折出する。しかし大部分の粒子は結晶粒子
自身が高強度であつたためたとえば55Kbという
超高圧下に加圧してもその形態を保つており、焼
結することによつてもその砥粒の強度は失なわれ
ることはない。
また本発明の如く0.25mm以上の粗粒ダイヤモン
ド粒子を用いて超高圧下で焼結すると、個々のダ
イヤモンド粒子は高圧・高温下で若干の塑性変形
を生じ、これにより加工硬化現象が起る。これに
より焼結体のダイヤモンド結晶の硬度は原料ダイ
ヤモンド結晶より高くなり、耐摩耗性が向上す
る。特に本発明の如く粗粒のダイヤモンド結晶を
用いた場合は微粒のダイヤモンド粉末を使用した
時よりも高圧高温下で粒子間の間隙を埋める為の
変形量が大となる為大部分の粒子にこのような硬
化現象が生じる。
ド粒子を用いて超高圧下で焼結すると、個々のダ
イヤモンド粒子は高圧・高温下で若干の塑性変形
を生じ、これにより加工硬化現象が起る。これに
より焼結体のダイヤモンド結晶の硬度は原料ダイ
ヤモンド結晶より高くなり、耐摩耗性が向上す
る。特に本発明の如く粗粒のダイヤモンド結晶を
用いた場合は微粒のダイヤモンド粉末を使用した
時よりも高圧高温下で粒子間の間隙を埋める為の
変形量が大となる為大部分の粒子にこのような硬
化現象が生じる。
尚、本発明ではダイヤモンド焼結体中のダイヤ
モンド結晶の60容量％以上が250ミクロン以上の
ダイヤモンド結晶であることが好ましく、60容量
％未満では耐摩耗性が著しく低下することが確認
された。
モンド結晶の60容量％以上が250ミクロン以上の
ダイヤモンド結晶であることが好ましく、60容量
％未満では耐摩耗性が著しく低下することが確認
された。
本発明の焼結体の製造時に使用する触媒金属と
しはFe、Ni、Co、Cr、Mn、Ta等の金属もしく
はこれ等の合金ではこれ等の金属と他の金属、例
えばCu、Ti等の合金が使用し得る。
しはFe、Ni、Co、Cr、Mn、Ta等の金属もしく
はこれ等の合金ではこれ等の金属と他の金属、例
えばCu、Ti等の合金が使用し得る。
以下実施例を述べる。
実施例 １
Saw Grade用ダイヤモンド粉末30/40、40/5
０、50/60メツシユそれぞれの粒度範囲の粉末を
それぞれ別の軟鋼製容器に充鎮したのち鉄粉型押
体の蓋をこれにかぶせ、その上に銅の小片をおき
全体を10-4mmHgの真空度に保ちつつ真空炉中で
加熱し1150℃まで加熱した。炉から取り出した時
銅は完全に溶け鉄粉型押体に溶侵すると共にこの
蓋を軟鋼製容器に固着していた。次いでこの容器
全体をダイヤモンド合成に用いられる超高圧・高
温装置を用いて55kb、1400℃で熱間圧縮した。
銅−鉄の相成からなる溶けた金属が充鎮したダイ
ヤモンド粉末間に侵入し、ダイヤモンドの強固な
スケルトン構造をなした強固な焼結体を得た。
０、50/60メツシユそれぞれの粒度範囲の粉末を
それぞれ別の軟鋼製容器に充鎮したのち鉄粉型押
体の蓋をこれにかぶせ、その上に銅の小片をおき
全体を10-4mmHgの真空度に保ちつつ真空炉中で
加熱し1150℃まで加熱した。炉から取り出した時
銅は完全に溶け鉄粉型押体に溶侵すると共にこの
蓋を軟鋼製容器に固着していた。次いでこの容器
全体をダイヤモンド合成に用いられる超高圧・高
温装置を用いて55kb、1400℃で熱間圧縮した。
銅−鉄の相成からなる溶けた金属が充鎮したダイ
ヤモンド粉末間に侵入し、ダイヤモンドの強固な
スケルトン構造をなした強固な焼結体を得た。
得られた焼結体の寸法は５×５×0.5mmの大き
さであつた。これをＷ棒先に鑞付しドレツサーと
してのテストに供したところ第１図に示した如き
優れた性能を示した。尚テストは120/140メツシ
ユのアランダム砥石をドレツシングした。
さであつた。これをＷ棒先に鑞付しドレツサーと
してのテストに供したところ第１図に示した如き
優れた性能を示した。尚テストは120/140メツシ
ユのアランダム砥石をドレツシングした。
またこれ等の焼結体をダイヤモンドペーストを
用いて研磨後表面を干渉顕微鏡を用いて観察した
ところいずれの焼結体においても大部分結晶粒子
に塑性変形によるスリツプラインが観察された。
用いて研磨後表面を干渉顕微鏡を用いて観察した
ところいずれの焼結体においても大部分結晶粒子
に塑性変形によるスリツプラインが観察された。
第１図は実施例１におけるダイヤモンド原料粒
度のドレツサー特性に対する影響を示す図であ
る。縦軸は一定のドレツサー摩耗に対する摩耗量
比を横軸は原料粒度（メツシユ範囲）を示し、5
０／６０メツシユが297ミクロン／250ミクロンに対応
する。
度のドレツサー特性に対する影響を示す図であ
る。縦軸は一定のドレツサー摩耗に対する摩耗量
比を横軸は原料粒度（メツシユ範囲）を示し、5
０／６０メツシユが297ミクロン／250ミクロンに対応
する。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ダイヤモンドと、黒鉛からダイヤモンドへの
変換触媒となりうる金属とからなるダイヤモンド
焼結体において、ダイヤモンド焼結体中のダイヤ
モンド結晶の主体が250ミクロン以上のダイヤモ
ンド結晶であり、ダイヤモンド結晶がスケルトン
構造を有することを特徴とするドレツシング用ダ
イヤモンド焼結体。 ２ ダイヤモンド焼結体中のダイヤモンド結晶の
60容量％以上が250ミクロン以上のダイヤモンド
結晶であることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載のドレツシング用ダイヤモンド焼結体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4243578A JPS54134092A (en) | 1978-04-10 | 1978-04-10 | Diamond sintered body |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4243578A JPS54134092A (en) | 1978-04-10 | 1978-04-10 | Diamond sintered body |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54134092A JPS54134092A (en) | 1979-10-18 |
| JPS623111B2 true JPS623111B2 (ja) | 1987-01-23 |
Family
ID=12635980
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4243578A Granted JPS54134092A (en) | 1978-04-10 | 1978-04-10 | Diamond sintered body |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS54134092A (ja) |
-
1978
- 1978-04-10 JP JP4243578A patent/JPS54134092A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS54134092A (en) | 1979-10-18 |
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