JPS6299083A - 工具 - Google Patents

工具

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JPS6299083A
JPS6299083A JP61197019A JP19701986A JPS6299083A JP S6299083 A JPS6299083 A JP S6299083A JP 61197019 A JP61197019 A JP 61197019A JP 19701986 A JP19701986 A JP 19701986A JP S6299083 A JPS6299083 A JP S6299083A
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particles
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    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B10/00—Drill bits
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    • E21B10/56—Button-type inserts
    • E21B10/567—Button-type inserts with preformed cutting elements mounted on a distinct support, e.g. polycrystalline inserts
    • E21B10/573—Button-type inserts with preformed cutting elements mounted on a distinct support, e.g. polycrystalline inserts characterised by support details, e.g. the substrate construction or the interface between the substrate and the cutting element
    • E21B10/5735—Interface between the substrate and the cutting element
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
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    • B23P15/28—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass cutting tools
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 イ、産業上の利用分野 本発明は工具成分に関する。
複合研摩コンパクトは焼結炭化物支持に接合される研摩
コンパクトで構成される。この研摩コンパクトはやはり
ダイヤモンドまたは等軸晶窒化ボウ索のコンバク］・と
ぎれよう。複合研摩コンパクトは、切削、旋削、穿孔の
ような様々な作業の工具成分として使用できる。
口９発明が解決しようとする問題点 複合ダイヤモンド研摩コンパクトは特にドリルビットの
切削成分として有用である。研摩コンパクトのエツジが
成分の切削エツジになる。使用される場合、岩石のチッ
プが焼結炭化物支持の研摩コンパクトに近い個所にぶつ
かる。それらデツプはその個所を摩耗させ、それからそ
の個所の炭化物をアンダーカットするようになる。この
結果切削成分の有効仕事寿命が短かくなる。複合研摩コ
ンパクトが採鉱ビックや切削工具で使用された場合にも
同様な問題が生じる。
ハ１問題点を解決するための手段 そこで本発明は、焼結炭化物支持体部に接合されるＴＡ
Ｉ！！コンパクトを備える工具成分において、該研摩コ
ンパクトが、 接合されて硬いコングロマリツトにされる少なくても７
０体積％の超硬研摩粒子を含む超硬研摩粒子の多結晶マ
ス、 その両側の主面 を備え、 その一方の主面が該工具成分の切削エツジまたはポイン
トを有し、 他方の主面が該焼結炭化物支持体部に接合され、また、
１つのインターロックする共通の境界で結合される２つ
の区域を備え、 その一方の区域が超硬研摩粒子で作られ、そして該共通
境界から該切削エツジまたはポイントを有する該主面ま
で延在し、 第２の区域が、該第１区域を作るのに用いられる超硬研
摩粒子よりも粗い超硬研摩粒子または超硬研摩粒子と炭
化物粒子との混合物で作られ、そして該共通境界から該
焼結炭化物支持体部に接合の該主面まで延在する、 如き工具成分を提供する。
本発明はまた、上記のような工具成分及び加工面を備え
る、ドリルビット、採鉱ピック、または切削工具のよう
な工具において、該工具成分が該工具の切削エツジまた
はポイントを備え、そして該研摩コンパクトが該加工面
の下方まで延在するように該工具成分が該加工面内に設
置される、工具を提供する。
本発明は更に、上記のような工具成分を製作する方法に
おいて、 両側に平らな主面を有する焼結炭化物支持体部を備える
こと、 一方の該主面にキャビティを形成すること、後記のよう
な超硬研摩粒子の第１層を該キャビティ内に設置するこ
と、 後記のような超硬研摩粒子の第２層を該第１層の上に設
置すること、 該両層を積載した該炭化物体部を高圧高温装置の反応区
域の中に設置すること、 該積載炭化物体部をコンパクト製作に適した高温高圧条
件に掛けること、 該条件を外気条件に戻すこと、 該炭化物体部を該反応区域から取出すこと、及び、 そのようにして製作された研摩コンパクトの側面を露出
するように該体部の側部から炭化物を除去すること、 の諸段階を含む方法を提供する。
この方法の第１実施例において、該第１層が超硬研摩粒
子で構成され、そして該第２層は第１層の粒子よりも細
かい超硬研摩粒子で構成される。
方法の第２実施例において、該第１層は超硬研摩粒子と
炭化物粒子の混合物で構成され、そして該第２層の超硬
研摩粒子は任意の適当な寸法のものにされる。
本発明の工具成分において、研摩コンパクトの該第２区
域が、該第１区域を作るのに用いられる超硬研摩粒子よ
り粗い超硬研摩粒子または超硬研摩粒子と炭化物粒子と
の混合物で作られる。こうして第２区域は研摩性のもの
になる。使用される場合、第２区域は一般的に、第１区
域と第２区域の間の該共通境界が工具の加工面の下方に
置かれるようにその加工面内に埋込まれる。これは、焼
結炭化物支持体部が加工面より下方に置かれ、従って工
具使用時の摩耗とアンダーカットから防護されることを
意味する。工具使用時に発生するチップは、これの摩耗
作用に対してより大きい耐性を有する研摩コンパクトに
ぶつかる。
第２区域が超硬研摩粒子と炭化物粒子の混合物で作られ
る場合、その混合物は少量のコバルト、ニッケル、また
は鉄のような適当なバインダ金属を含んでもよい。ある
いはその混合物は単に超硬研摩粒子と炭化物粒子だけで
構成されるものであってもよい。炭化物粒子は典型的に
は炭化タンクステン粒子とされる。
研摩コンパクトは当該技術で周知の条件と材料を使って
製作されよう。その研摩コンパクトの研摩粒子の含有率
は好適には８０から９０体積％にされる。
研摩コンパクトの該２つの区域はまた、研摩粒子の合成
において有用な触媒／溶剤を含む第２相または接合マト
リックスを含むことができる。本発明の好適な実施例に
おいて、超硬研摩粒子はダイヤモンド粒子であり、そし
て上記２つの区域は、コバルト、ニッケル、または鉄を
含む第２相または接合マトリックスを含む。そのコバル
ト、ニッケル、または鉄の供給源は、工具成分製作中に
それらを浸出する焼結炭化物支持体部になろう。
第１区域を作るのに使用される研摩粒子の寸法は微細な
もの、即ら７５ミクロン以下の粒子寸法にされる。第２
区域の粒子はより粗いもの、典型的には１００から１５
０ミクロンの寸法の粒子にされる。
それら２つの区域は１つのインターロックする共通の境
界で結合される。この共通境界は、それら２つの区域が
１つ１つの製作段階をふんで同時に作られるときに自然
に全体的に拡散し、その後−緒に接合される。
研摩コンパクトの該２つの主面は典型的には２か６４ｍ
の深さまたは距離だけ離される。一般的に共通境界とそ
れぞれの主面との間の距離はほぼ同じにされる。
本発明の１つの実施例において、焼結炭化物支持体部に
接合される研摩コンパクトの主面は内側に凹部を作られ
る。この四部は典型的にはその主面の中心部に設けられ
る。
二、実施例 次に第１図と第２図を参照に本発明の第１実施例を説明
する。第１図に、両側に平らな主面１２と１４を有する
ディスク形の焼結炭化物支持体部１０が示される。平ら
な主面１２にキャビティ１６が形成される。このキャビ
ティ１６は平面で見て円形であり、そしてその周縁によ
り深い環状区域１８が設けられる。
粒子寸法１２５から１５０ミクロンの粗いダイヤモンド
粒子のマスが環状区域１８内に線２ｏで示されるレベル
まで入れられる。それから、典型的には２５ミクロンま
たは以下の寸法の細かいダイヤモンド粒子の層がキャビ
ティ内に入れられ、主面１２まで詰込まれる。
そのように粒子を積載された焼結炭化物支持体部は次い
で通常の高圧高温装置の反応区域の中に置かれ、そして
圧力が５０キロバーに上げられ、温度が１５００℃に上
げられる。この高圧高温条件は１０分間組持され、その
後その条件は外気条件に戻される。そこで、キャピテイ
１６内で形成されたダイヤモンド研摩コンパクトをもっ
た焼結炭化物ディスクは反応区域から取出される。その
ダイヤモンド研摩コンパクトは例えば約８５体積％のａ
のダイヤモンド粒子と第２相のコバルトを含む多結晶マ
スで構成される。ダイヤモンドコンパクトのそのコバル
トはコンパクト製作中に炭化物体部１ｏからダイヤモン
ドマス内へ浸出する。
ダイヤモンドコンバク１−側面２４と破線２６に達する
まで焼結炭化物ディスクの外側区域２２を研削除去する
ことによって、体部１０から切削成分が作られる。こう
して第２図に示すような切削成分が製作される。第２図
に見られるように、その切削成分は焼結炭化物支持体部
３２に接合された？１ＩＩＩ！ｉ！コンパクト３０を備
える。このコンパクト３ｏは、切削エツジ３６を備える
円形の平らな上主面３４を有する。研摩コンパクト３０
はまた４０で段付きにされた下主面３８を有する。この
而３８は焼結炭化物支持体部３２に固く接合される。
研摩コンパクトは、１つのインターロックする共通境界
４６を有する２つの区域４２．４４で構成される。これ
ら２つの区域は同一コンパクトの別々の区域であるが、
同時に製作されるので、共通境界は幾分拡散した（ぼや
けた）ものになっている。下側区域４４は支持体部の段
部４０で作られる周縁区域内に設置される。
留意すべきこととして、切削要素は、区域４４が工具の
加工面４８内に部分的に埋込まれるように、その加工面
内に設置される。インターロック共通境界４６は加工面
の上方に置かれる。使用のとぎに工具の切削エツジとし
て働くのはエツジ３６である。工具の作業時にそのエツ
ジから飛散してくるチップは耐摩性の大きいコンパクト
にぶつかり、それらチップの摩滅作用から完全に防護さ
れている焼結炭化物支持体部３２にはぶつからない。
第３図と第４図は本発明の第２実施例を示す。
それら図面に示される工具は、ダイヤモンド研摩コンパ
クト６２に接合された焼結炭化物支持体部６０を備える
。ダイヤモンド研摩コンパクトは切削エツジ６６を備え
る上主面６４を有する。研摩コンパクトはまた、焼結炭
化物支持体部６ｏに接合される下主面６８を有する。研
摩コンパクトは、１つのインターロック共通境界７０で
結合ざ゛れる２つの区ｌｌ１ｔ７２．７４で構成される
。上側区域７２は１００ミクロン以下の粒子寸法のダイ
ヤモンド粒子で作られ、そして下側区域７４は１２５か
ら１５０ミクロンの範囲の粒子寸法のダイヤモンド粒子
またはそのようなダイヤモンド粒子と炭化物粒子の混合
物で作られる。
この工具成分は、凹部１６がより深い環状区域１８の備
えないという点を除いて、第１図と第２図の工具成分と
同様にして製作される。
使用される場合この工具成分は、コンパクトの主面６８
が工具の加工面の下方に置かれるように、その加工面に
設置される。こうしてチップの摩耗作用に対しダイヤモ
ンド研摩コンパクトだけが露呈される。
図示の実施例は両方とも円形の切削エツジを備えるもの
である。本発明には違う形状に工具成分も含まれる。そ
れら様々な形状の工具成分は図示の実施例のいずれかと
同じように製作されよう。
例えば第３図の破線で示されるような平面で見てセグメ
ントの形の工具成分を作ることができる。
その伯の有用な工具成分の実例として、平面で見て四角
形、五角形、または六角形のものがある。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の方法で使用される研摩粒子を積載した
炭化物支持体部を示し、 第２図は工具の加工面に設置された本発明の工具成分を
示し、 第３図は第２実施例の工具成分の斜視図を示し、第４図
は第３図の４−４線における断面図を示す。 １０．３２．６０・・・支持体部、１６・・・キャビテ
ィ、３０．６２・・・研摩コンパクト、３６．６６・・
・切削エツジ、４２．７２・・・上側区域、４４．７４
・・・下側区域、４６．７０・・・共通境界、４８・・
・工具加工面。

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）焼結炭化物支持体部に接合される研摩コンパクト
    を備える工具成分において、該研摩コンパクトが、 接合されて硬いコングロマリツトにされる少なくても７
    ０体積％の超硬研摩粒子を含む超硬研摩粒子の多結晶マ
    ス、 その両側の主面 を備え、 その一方の主面が該工具成分の切削エッジまたはポイン
    トを有し、 他面の主面が該焼結炭化物支持体部に接合され、また、
    １つのインターロックする共通の境界で結合される２つ
    の区域を備え、 その一方の区域が超硬研摩粒子で作られ、そして該共通
    境界から該切削エッジまたはポイントを有する該主面ま
    で延在し、 第２の区域が、該第１区域を作るのに用いられる超硬研
    摩粒子よりも粗い超硬研摩粒子または超硬研摩粒子と炭
    化物粒子との混合物で作られ、そして該共通境界から該
    焼結炭化物支持体部に接合の該主面まで延在する、如き
    工具成分。
  2. （２）特許請求の範囲第１項の工具成分において、該研
    摩コンパクトの該２つの主面が２から４ｍ離されている
    、工具成分。
  3. （３）特許請求の範囲第１項または第２項の工具成分に
    おいて、該共通境界と該２つの主面のそれぞれとの間の
    距離がほぼ同じである、工具成分。
  4. （４）特許請求の範囲第１項から第３項までのいずれか
    １項の工具成分において、該第１区域を作るのに用いら
    れる粒子の寸法が７５ミクロン以下である、工具成分。
  5. （５）特許請求の範囲第１項から第４項までのいずれか
    １項の工具成分において、該第２区域を作るのに用いら
    れる粒子が１００から１５０ミクロンの範囲の寸法を有
    する超硬研摩粒子である、工具成分。
  6. （６）特許請求の範囲第１項から第５項までのいずれか
    １項の工具成分において、該焼結炭化物支持体部に接合
    の該主面が内側に段部を備え、これによつて、該第２区
    域が設けられる該支持体部の周縁領域を形成する、工具
    成分。
  7. （７）特許請求の範囲第１項から第６項までのいずれか
    １項の工具成分において、該超硬研摩粒子がダイヤモン
    ド粒子である、工具成分。
  8. （８）特許請求の範囲第１項から第７項までのいずれか
    １項の工具成分及び加工面を備える工具において、該工
    具成分が該工具の切削エッジまたはポイントを備え、そ
    して該研摩コンパクトが該加工面の下方まで延在するよ
    うに該工具成分が該加工面内に設置される、工具。
  9. （９）特許請求の範囲第８項の工具において、該共通境
    界が該加工面より上方に置かれるように該工具成分が該
    加工面内に設置される、工具。
  10. （１０）特許請求の範囲第８項または第９項の工具にお
    いて、この工具がドリルビット、採鉱ピック、または切
    削工具である工具。
  11. （１１）特許請求の範囲第１項の工員成分を製作する方
    法において、 両側に平らな主面を有する焼結炭化物支持体部を備える
    こと、 一方の該主面にキャビティを形成すること、超硬粒子の
    第１層を該キャビティ内に設置すること、 該第１層の粒子より細かい超硬研摩粒子の第２層を該第
    １層の上に設置すること、 該両層を積載した該炭化物体部を高圧高温装置の反応区
    域の中に設置すること、 該積載炭化物体部をコンパクト製作に適した高温高圧条
    件に掛けること、 該条件を外気条件に戻すこと、 該炭化物体部を該反応区域から取出すこと、及び、 そのようにして製作された研摩コンパクトの側面を露出
    するように該体部の側部から炭化物を除去すること、 の諸段階を含む方法。
  12. （１２）特許請求の範囲第１項の工具成分を製作する方
    法において、 両面に平らな主面を有する焼結炭化物支持体部を備える
    こと、 一方の該主面にキャビティを形成すること、超硬研摩粒
    子と炭化物粒子の混合物の第１層を該キャビティ内に設
    置すること、 超硬研摩粒子の第２層を該第１層の上に設置すること、 該両層を積載した該炭化物体部を高圧高温装置の反応区
    域の中に設置すること、 該積載炭化物体部をコンパクト製作に適した高温高圧条
    件に掛けること、 該条件を外気条件に戻すこと、 該炭化物体部を該反応区域から取出すこと、及び、 そのようにして製作された研摩コンパクトの側面を露出
    するように該体部の側部から炭化物を除去すること、 の諸段階を含む方法。
  13. （１３）特許請求の範囲第１１項または第１２項の方法
    において、該キャビティがより深い周縁領域を有し、こ
    の領域の中に該第１層が設置される、方法。
JP61197019A 1985-08-22 1986-08-22 工 具 Expired - Lifetime JPH0753321B2 (ja)

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ZA85/6379 1985-08-22
ZA856379 1985-08-22

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EP (1) EP0214795B1 (ja)
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