JPS63288664A - 研摩体の製造方法 - Google Patents

研摩体の製造方法

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JPS63288664A
JPS63288664A JP63028613A JP2861388A JPS63288664A JP S63288664 A JPS63288664 A JP S63288664A JP 63028613 A JP63028613 A JP 63028613A JP 2861388 A JP2861388 A JP 2861388A JP S63288664 A JPS63288664 A JP S63288664A
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JP
Japan
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bonded
substrate
ultra
liquid
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Pending
Application number
JP63028613A
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English (en)
Inventor
ジョン　ドッズワーズ
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De Beers Industrial Diamond Division Pty Ltd
Original Assignee
De Beers Industrial Diamond Division Pty Ltd
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D18/00—Manufacture of grinding tools or other grinding devices, e.g. wheels, not otherwise provided for
    • B24D18/0009—Manufacture of grinding tools or other grinding devices, e.g. wheels, not otherwise provided for using moulds or presses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D3/00—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
    • B24D3/008—Abrasive bodies without external bonding agent

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)

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】 （発明の前接） 本発明は研ｒＩ！製品に関するものである。
研摩成形体は旋削、フライス切削、研削、穴あけ及び他
の研摩加工において幅広く用いられている。研摩成形体
は多結晶ダイヤモンド又は立方晶窒化硼素の粒を合着し
た硬質集塊へ結合したものからなっている。研摩成形体
の研摩粒含有率は高く、かなりの量の直接的に粒と粒が
結合した集塊が見られる。研摩成形体はｎ温度、高１Ｅ
力状態で作られ、これらの状態下において、前記研摩粒
はそれがダイヤモンドであるか立方晶窒化硼素であるか
を問わず、結晶学的に安定である。
研摩成形体は脆性化する傾向があり、使用時においてそ
れらは接着炭化物培体に結合されることで保持されるこ
とが多い。そのような支持された研摩成形体は当業界で
は複合研摩成形体として知られている。前記複合研摩成
形体は研摩工具の加工表面内におけるような成形体とし
て用いることが出来る。
複合研摩成形体の例は米国特許第３，７４５゜６２３号
、第３．７６７．３７１号及び第３．７４３．４８９号
に見出すことが出来る。
研摩成形体のように研摩粒の金石率が高くない他の効梁
的立方晶窒化１ａｔ素１．）Ｉ　／！！体も又知られて
Ｊノつ、当業界で用いられている。そのような研摩体は
一般的には連結したレラミツクの結合生地内に一様に分
散させられた立方晶窒化硼素粒を４０〜６０体梢％含む
焼結体を右している。これらの研摩体も又立方晶窒化硼
素が結晶学的に安定である温度及び圧力状態化において
製造される。米国特許第４，４６９，８０２号はそのよ
うな成形体を説明している。
最近になって［ひつかきカッタ（ｃｌａｗ　ｃｕｔｔｅ
ｒ）　Ｊなる商標名の複合ダイヤモンド研摩成形体が市
場に紹介されている。このカッタは接着炭化物基体上に
ダイヤモンド成形体層を備えているのに加えて、同ダイ
ヤモンド成形体府の直ぐ後の１．！体内に形成され、ダ
イヤモンド成形体を封入している一連の割溝を備えてい
る。使用中に成形体層の摩耗が発生し、この摩耗が割溝
領域に到達したならば、目立てが発生し、より長寿命で
より効率的な研摩作用が発生すると言われている。
複合研摩成形体は一般的には諸成分をして接着炭化物基
体上に研摩成形体を形成するのに必要なだけ、粉末形態
で用意させることが行なわれる。
この未結合組立体は反応カプセル内にｔかれ、同カプセ
ルは通常の高圧力／高濃度装胃の反応領域内に置かれる
。前記反応カプセルの中味は研摩粒が結晶学的に安定で
あるようなＩＸ温、高ｊ・Ｅ　Ｆ状態に置かれる。
（発明の要約） 本発明によれば、基体に結合された、結合超硬質研摩粒
の層を有する研摩体の製造方法が提供されており、該方
法は次の３段階を有している。
（ｉｉｉ）基体を提供する段階。
（ｉｉｉ）前記結合された超硬質研摩粒の層を形成する
のに必要な成分を、粒形態において、かつ有機バインダ
内において、前記基体の表面上に一層として堆積させる
段階。
（耐前記基体及び層をして、前記超硬質研摩粒が結晶学
的に安定である高温、＾圧状態にさらす段階。
（発明の詳細な説明） 本発明の方法は種々の研摩体を製造するのに適しており
、特に複合研摩成形体をｙＪ造するのに適している。本
発明にとって重要なのは、結合された超硬質研摩粒の層
を有機バインダ内において粒状形態で形成するのに必要
な成分層を基体の表面上に堆積させるということである
。こうすることにより、薄肉の、すなわち厚味が０．５
ｍより小さな層を基体表面上に形成させることが可能と
なる。更には、より一様な成分並びに厚味からなる層を
Ｈ１積させて、改良された品質の複合研摩成形体及び類
似のそのような成形体を製造することが出来る。前記有
機バインダは前記粒状成分を接合し、前記層をしてカー
ブし、不規則な表面又は他の表面上に堆積することをｐ
ｌ能ならしめる。最後に、以下により詳細に説明するよ
うに、種々の形状及び特徴を有する複合研摩成形体を本
発明の１ｊ法を用いて至便に製造することが出来る。
前記有機バインダは粒状成分を接合するもので、基体及
び粒状成分層を高温、ｎ丸状態にさらす前に除去される
のが好ましい。前記バインダは３００℃又はそれ以上の
温度で分解又は気化するものが好ましい。適当なバイン
ダの例はセルロースバインダ及び可ｆｆＪ剤である。バ
インダの除去は粒状成分層を加熱して同バインダが分解
又は気化するようにしてやることで行なわれるのが好ま
しい。
粒状成分からなる前記層は、前記有機バインダを分散又
は溶解させて含む水のような液体内に粒状成分を懸濁さ
せ、同液体懸濁液を例えば浸漬、スプレイイング又はコ
ーティングにより表面上に堆積し、液体を懸濁物から除
去してやることにより基体の表面上に堆積することが出
来る。前記液体の除去はとくにそれが水である場合には
一般的には加熱により達成してやることが出来る。
粒状成分よりなる前記層は又合着した自立にりとして製
造し、これを基体の表面上に置いても良い。
前記合着、自立層は有機バインダを溶解又は分散させて
含む液体内に懸濁された粒状成分からなる皮膜を支持表
面上にｊｆｔ積し、同皮膜から液体を除去し、かくて処
理された皮膜を加熱してやることによりｙＪ造すること
が出来る。前記液体は一般的には水であり、量水は典型
的には加熱によって皮膜から除去される。液体を皮膜か
ら除去した後、かつ同皮膜を加熱する以前にＪ３いて同
皮膜をに密するのが好ましい。圧密は例えば皮膜を一対
のローラ中に通過させることにより達成出来る。前記皮
膜はその最終の加熱された形態において合着されており
、自立している。前記皮膜はｉ９肉ストリップの形態で
製造することが出来、その場合同ストリップは曲げるこ
とを可能とする程「１■撓性に富んでいる。前記合着さ
れ自立した層を製造するのに用いることの出来る特定の
工程の更に詳細を知りたい場合には、本出願の参考文献
とする′！Ａ国特許明細書第１．２１２，６８１号を参
照されたい。
本発明の方法は種々の形状、寸法、組成及び特性の研摩
体を’ＦＪ３ａするのに用いることが出来る。
本方法は、特に、高品質の複合研摩成形体を製造するの
に用いることが出来よう。そのような複合成形体の場合
には、前記粒状成分は前記超硬質研摩粒を単独で、又は
第２相を製造するのに必要な物質との組合せで有してい
る。前記超硬質粒がダイヤモンドである時には、粒状成
分は典型的にはダイヤモンド粒単独からなるか又は粒状
金属と混合してなる。前記超硬質研摩粒が立方品窒化硼
素である時には、前記粒状成分は典型的には立方品窒化
硼素棺並びに粒状の第２相、例えばコバルト、アルミニ
ウム及びアルミニウム合金又はセラミック化合物からな
っている。
前記基体の表面は平坦状、カーブ状又は他の形状のもの
とすることが出来る。有機バインダの存在は粒状成分の
層をして、通常は粒状成分を保持出来ないカーブした表
面のような表面に適用することを可能ならしめる。本発
明の１つの特定の形態において、前記基体は少なくとも
１つの主要な平坦表面を提供しており、前記層はその表
面上に堆積され、同表面を完全に覆う。前記主要平坦表
面は円板形状基体の一方の側を形成することが出来る。
本発明は又異なる物質からなるストリップを基体表面上
に交互に形成することを可能ならしめる。
例えば、複数個の合着され、自立したストリップ形態の
層を前述の態様により製造し、前記ストリップを隔置関
係を以て基体の主要平坦表面、にに置き、結合された超
硬質研摩粒からなる層よりも研摩性の低い結合？ｉｌＩ
摩層を製造するのに適した物質を近接するストリップ聞
のスペース内に配置してやることが可能である。別法と
して、２１？ツトのス］−リップを製造し、１ｔ？ツト
のストリップが他方のセットのストリップと交ｎに配置
されるよう表面上に配置することが出来る。
前記基体は一般的には接着炭化物体休である。
好ましい接着炭化物はコバルトにより接着されたタング
ステン炭化物である。
本発明の方法において用いられる高温、高圧の状態は典
型的には５０〜７０キ１コバールの範囲内の圧力と１４
５０〜１６００℃の範囲内の温度である。典型的にはこ
れらの高温状態は１０〜３０分の期間維持される。
次に本発明の幾つかの実施例を説明する。セルロースバ
インダにより結合された研摩粒からなる複数個のストリ
ップが研摩粒をしてセルロースが溶解された水中に懸濁
せしめることで’Ｆｌｆｆｉされた。
懸濁液は表面に堆積され、水は加熱により除去された。
こうすることにより幾分の合着性を有した皮膜が作成さ
れた。皮膜はこれをＪ−ｆ　Ｗ！ｉするためにＯ−シ中
を通過させられ、次に自立ストリップを製作するべく加
熱された。２セツトのストリップが用いられたが、各セ
ットは異なる研摩粒を含んでいた。
これらのストリップは次に第１図及び第２図に例示した
態様で接着炭化物体の表面トに置かれた。
これらの図に言及すると、円板形状の接着炭化物体１０
が示されており、同腹化物体はその相対する側において
主要平坦表面１２．１４を備えでいる。複数個のストリ
ップ１６．１８が表面１４上に配首された。ストリップ
１６は前記一方のセットからのちのであり、ストリップ
１８は前記他方のセットからのものであった。ストリッ
プをのせた炭化物ストリップは次に３００℃以上の温度
へと加熱され、セルロースバインダが気化された。
その後円板は反応カプセル内にどかれ、カプセルは通常
の高温、高圧装置の反応領域内に置かれた。
カプセルの中味は１５００℃の温度並びに５５キロバー
ルの圧力にさらされた。これらの状態は１５分閤の朋間
紺持された。この焼結作用によりストリップ１６．１８
は結合研摩体の有効層として形成させられた。同層は互
いに、かつ炭化物体１０に結合させられた。炭化物体は
通常の手法を用いて反応カプセルから回収された。
成形体は第１図の点線で示す面に沿って切断された。そ
の結果第３図に例示するようなタイプのダイヤモンド形
状研摩体が製造された。６体は炭化物バッキングに結合
された異なる物質の２つの別個の層を備えており、各層
は切削点２０を提供している。かくして、例えば層１６
をダイヤモンド成形体とし、層１８を立方晶窒化硼素成
形体とすることが出来る。種々の異なるｌＩＩ合せを用
いることにより種々の研摩体を作り、各研摩体が異なる
ｒｉｌｌ　庁特性の切削点乃至エツジを備えるようにす
ることが出来る。異なる？１ＩＩｒ！ｌ特性は又各層に
同一の肌摩粒からなるも、わずかに異なる寸法の粒を用
い、ることからも実現することが出来る。第３図の研摩
体は種々の研摩工具内におけるインサートとして利用す
ることが出来よう。
第２の実施例が第４図及び第５図によって例示されてい
る。第５図は第４図の線５−５に沿って眺めた断面図で
ある。円板形状の接着炭化物体５０はその平坦表面５４
内に形成された複数個のダイヤモンド形状凹所５２を備
えている。各凹所はセルロースのような有機バインダ内
における研摩粒の層で充満されている。バインダは加熱
によって除去された。接着炭化物体は次に゛通常の高温
、高圧装置の反応領域内に前述の態様で入れられ、同一
の高濃度、高圧力状態にさらされた。装置から回収され
た成形体は第４図の破線によって示された而に沿って切
断された。そのような切断作業により、切断の態様に従
って第６Ａ図又は第６Ｂ図によって例示されるタイプの
複数個の四角形研摩体が￥Ｊ造される。各研摩体は接着
炭化物コア５８とｒＩＩ′ｌａ！切削コーナ６０とを備
えていた。ωｌａ！切削］−す（複数）は同一の物質か
ら構成しても良いし、異なる物質から構成しても良い。
次に第７図〜第９図を参照して本発明の別の実施例を説
明しよう。接着炭化物のボ１イ３０は一方の主要平坦表
面３４内に形成された、平面で見ると円形の凹所３２を
備えていた。交互になる研摩材３６及び他の物質３８の
ストリップが１ｙＩＦ＋ｊ凹所の基盤表面４０を横切っ
て置かれた。隣り合うストリップは互いに連続しており
、特に第２図によって例示されるように基盤表面を横切
って均等に隔置されている。各ストリップは合着され、
自立性を有しており、第１図及び第２図の実施例を参照
して上述したような態様で製造された。研摩物質はダイ
ヤモンド単独か又はダイヤモンド粒とコバルト粉末の混
合物であった。他方の物質は炭化物粉とコバルト粉末の
混合物であった。
前記ストリップは加熱されて有機バインダが除去された
。その後ストリップ３６．３８上にはダイヤモンド粒か
らなるＩ！７４２が置かれた。ｒｔＩ記ストストリップ
イヤモンドはｌ！！４２のダイヤモンドよりも大きかっ
た。このようにして凹所３２は完全に充填された。充填
された円板３０は反応カプセル内に置かれ、このカプセ
ルが通常の高温、高圧装置の反応領域内に賀かれた。カ
ブヒルの中味は５５キロバールの圧力及び１５００℃の
温度に同時にさらされ、これらの状態が１５分間維持さ
れた。その結果ダイヤモンド成形体がストリップ３６．
３８に結合し、同成形体が接着炭化物円板に結合された
ダイヤモンド層４２が得られた。Ｆ３３６の物質は各側
でその隣りと結合されたダイＶ［ンド成形体を形成した
。
製品は反応カプセルから取出され、円板の側部は第７図
の破線によって例示するように除去された。側部の除去
の後、得られた製品は第９図によって例示されるような
ものであった。この図からもわかるようにダイヤモンド
成形体層４２は実際にはその背侵に別のダイヤモンド成
形体物質を含む一連の溝３６を備えている。製品はかく
して溝カッタタイプのものとなる。
【図面の簡単な説明】
第１図及び第２図は本発明の１つの実施例を図式的に説
明した図、 第３図は第１図及び第２図の方法を用いて製造した研摩
体の平面図、 第４図及び第５図は本発明の第２の実施例を例示する図
、 第６Ａ図及び第６Ｂ図は第４図及び第５図の方法によっ
て製造された研摩体の平面図、第７図は本発明の別の実
施例の側断面図、第８図は第７図の線８−８に沿って眺
めた図、第９図は本発明の方法によって製造された複合
研摩成形体の斜視図である。 １０・・・・・・炭化物体、 １２．１４・・・・・・平坦表面、

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）基体に結合された、結合された超硬質研磨粒から
    なる層を有する研摩体の製造方法であつて、同方法は （ｉ）前記基体を提供する段階と、 （ｉｉ）前記結合された超硬質研摩粒の層を形成するの
    に必要な諸成分からなる一層を、粒状の形態で、かつ有
    機バインダ内に入れて、前記基体の表面上に堆積する段
    階と、 （ｉｉｉ）前記基体及び層をして前記超硬質研摩粒が結
    晶学的に安定である高濃度、高圧力の状態にさらす段階
    とを含む方法。
  2. （２）特許請求の範囲第１項に記載の方法において、前
    記粒状成分の層は同粒状成分をして前記有機バインダを
    分散又は溶解した形で含む液体内に懸濁せしめ、同液状
    懸濁物を前記表面上に堆積し、前記液体を前記懸濁物か
    ら除去することにより、前記基体の表面上に堆積される
    ことを特徴とする方法。
  3. （３）特許請求の範囲第２項に記載の方法において、前
    記液体が水であることを特徴とする方法。
  4. （４）特許請求の範囲１第２項又は第３項に記載の方法
    において、前記液体が加熱により懸濁物より除去される
    ことを特徴とする方法。
  5. （５）特許請求の範囲第１項に記載の方法において、粒
    状成分からなる前記層が予成形された後基体の表面上に
    置かれる合着され自立した層であることを特徴とする方
    法。
  6. （６）特許請求の範囲第５項に記載の方法において、前
    記合着され、自立した層は、有機バインダを溶解又は分
    散させて含む液体内に懸濁した粒状成分の皮膜を支持表
    面上に堆積し、液体を前記皮膜から除去し、かくて処理
    された皮膜を加熱することによつて製造されることを特
    徴とする方法。
  7. （７）特許請求の範囲第６項に記載の方法において、前
    記液体が水であることを特徴とする方法。
  8. （８）特許請求の範囲第６項又は第７項に記載の方法に
    おいて、前記液体が加熱によつて除去されることを特徴
    とする方法。
  9. （９）特許請求の範囲第６項から第８項のいずれか１つ
    の項に記載の方法において、前記皮膜は前記液体が除去
    された後において、かつ加熱の以前において圧密される
    ことを特徴とする方法。
  10. （１０）特許請求の範囲第１項から第９項迄のいずれか
    １つの項に記載の方法において、前記有機バインダがセ
    ルロース派生物であることを特徴とする方法。
  11. （１１）特許請求の範囲第１０項に記載の方法において
    、前記セルロース派生物は３００℃又はそれ以上の温度
    で分解することを特徴とする方法。
  12. （１２）特許請求の範囲第１項から第１１項迄のいずれ
    か１つの項に記載の方法において、前記基体は少なくと
    も１つの主要平坦表面を提供し、前記層は同表面を完全
    におおうよう同表面上に堆積されることを特徴とする方
    法。
  13. （１３）特許請求の範囲第１項から第１１項迄のいずれ
    か１つの項に記載の方法において、前記基体が少なくと
    も１つの主要な平坦表面を提供し、粒状成分からなり、
    ストリップ形態をなした複数個の合着し、自立した層が
    設けられており、前記ストリップは隔置関係をなして前
    記主要平坦表面上に置かれ、前記結合された超硬質研摩
    粒の層よりも少ない研摩性を有した結合研摩層を製造す
    るのに適した物質が隣接するストリップ間のスペース内
    に配置されることを特徴とする方法。
  14. （１４）特許請求の範囲第１２項又は第１３項に記載の
    方法において、前記基体が円板形状をなしており、同円
    板はその相対する側の各々上に主平坦表面を備えている
    ことを特徴とする方法。
  15. （１５）特許請求の範囲第１項から第１１項迄のいずれ
    か１つの項に記載の方法において、前記基体は側壁及び
    内部に形成された基盤を備えた凹所を備えており、前記
    層は前記基盤及び前記側壁の少なくとも一部を覆うよう
    に前記凹所内に堆積されることを特徴とする方法。
  16. （１６）特許請求の範囲第１項から第１５項迄のいずれ
    か１つの項に記載の方法において、前記基体は接着炭化
    物基体であることを特徴とする方法。
  17. （１７）特許請求の範囲第１項から第１６項迄のいずれ
    か１つの項に記載の方法において、前記結合された超硬
    質研摩粒の層は前記結合された粒中に一様に分配された
    第２相を備えていることを特徴とする方法。
  18. （１８）特許請求の範囲第１７項に記載の方法において
    、前記第２相は本質的にセラミックであることを特徴と
    する方法。
  19. （１９）特許請求の範囲第１７項に記載の方法において
    、前記第２相が本質的に金属であることを特徴とする方
    法。
  20. （２０）特許請求の範囲第１項から第１９項迄のいずれ
    か１つの項に記載の方法において、前記超硬質研摩粒が
    ダイヤモンド及び立方晶窒化硼素粒から選択されている
    ことを特徴とする方法。
  21. （２１）特許請求の範囲１項から第２０項のいずれか１
    つの項に記載の方法において、前記結合された超硬質研
    摩粒の層は研摩成形体であることを特徴とする方法。
  22. （２２）特許請求の範囲第１項から第２１項迄のいずれ
    か１つの項に記載の方法において、前記有機バインダは
    前記段階（ｉｉｉ）の以前において前記粒状成分の層か
    ら除去されることを特徴とする方法。
JP63028613A 1987-02-09 1988-02-09 研摩体の製造方法 Pending JPS63288664A (ja)

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