ES2938188T3

ES2938188T3 - Matriz de diamante con forma atípica

Info

Publication number: ES2938188T3
Application number: ES17885579T
Authority: ES
Inventors: Toshiaki Shindo; Takuya Asanuma
Original assignee: ALMT Corp
Current assignee: ALMT Corp
Priority date: 2016-12-26
Filing date: 2017-12-08
Publication date: 2023-04-05
Anticipated expiration: 2037-12-08
Also published as: JPWO2018123513A1; CN110114156A; WO2018123513A1; JP6805270B2; US20190329308A1; EP3536414A1; US10807135B2; EP3536414A4; CN110114156B; EP3536414B1

Abstract

Una matriz de diamante de forma atípica que tiene un diamante policristalino, el diamante policristalino está provisto de un orificio de mecanizado, en el que la longitud D de un lado del orificio de mecanizado es de 100 μm o menos, la esquina R es de 20 μm o menos, una pieza de apoyo se proporciona, la rugosidad de la superficie Sa de la parte de apoyo es de 0,05 μm o menos, y el diámetro medio del grano del diamante policristalino es de 500 nm o menos. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Matriz de diamante con forma atípica

Campo técnico

La presente invención se refiere a matrices de diamante con forma.

Técnica anterior

Las matrices de diamante con forma se han divulgado convencionalmente, por ejemplo, en la Patente Japonesa abierta a la inspección pública número 2005-254311 (PTL 1), Patente Japonesa abierta a la inspección pública nú mero. 2003-220407 (PTL 2), Patente Japonesa abierta a la inspección pública número 2003-245711 (PTL 3), Modelo de utilidad japonés abierto a la inspección pública número 48-57531 (PTL 4), Patente Japonesa abierta a la inspección pública número 2008-290107 (PTL 5), Patente Japonesa abierta a la inspección pública número 2008-290108 (PTL 6), y Patente Japonesa abierta a la inspección pública número 2005-150310 (PTL 7). Los diamantes policristalinos se han divulgado convencionalmente en el documento "Materiales innovadores ultra duros: Diamante nano-policristalino sin ligante, y Nitruro de Boro Cúbico nano-policristalino ", SEI Technical Review Número 188, enero de 2016 (NPL 1).

Lista de citas

Literatura de patentes

PTL 1: Patente japonesa abierta a consulta por el público número 2005-254311

PTL 2: Patente japonesa abierta a consulta por el público número 2003-220407

PTL 3: Patente japonesa abierta a consulta por el público número 2003-245711 que constituye la base del preámbulo de la reivindicación 1

PTL 4: Modelo de utilidad japonés abierta a consulta por el público número 48-57531

PTL 5: Patente japonesa abierta a consulta por el público número 2008-290107

PTL 6: Patente japonesa abierta a consulta por el público número 2008-290108

PTL 7: Patente japonesa abierta a consulta por el público número 2005-150310

Literatura no de patente

NPL 1: "Materiales innovadores ultraduros: Binderless Nano-polycrystalline Diamond and Nano-polycrystalline Cubic Boron Nitride" (Diamante nanopolicristalino sin ligante y nitruro de boro cúbico nanopolicristalino), SEI Technical Re view número 188, enero de 2016.

Sumario de la invención

En la reivindicación independiente se define una matriz de diamante con forma de la invención de la presente solicitud.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 es una vista en sección de una matriz de diamante con forma. 10 de acuerdo con la realización 1, un diamante 1 de la matriz de diamante con forma 10, una caja 2 que aloja el diamante 1, y una aleación sinterizada 3 entre la caja 2 y el diamante 1.

La figura 2 es una vista en alzado del diamante 1 de la figura 1.

La figura 3 es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea MI-MI de la figura 2.

La figura 4 muestra una porción rodeada por IV en la figura 2 de forma ampliada.

La figura 5 es una vista frontal del diamante 1 para su uso en una matriz de diamante con forma. de acuerdo con la Realización 2.

La figura 6 es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea VI-VI de la figura 5.

Problema a resolver por la presente divulgación

Una técnica convencional adolece de una gran rugosidad superficial de un material de alambre después del trefilado.

Por lo tanto, la presente invención se ha realizado para resolver el problema anterior, y tiene por objeto proporcionar una matriz de diamante con forma que tenga una buena rugosidad superficial de un material de alambre después del trefilado.

Descripción de las realizaciones

Inicialmente se enumerarán y describirán las realizaciones de la invención de la presente solicitud.

Una matriz de diamante con forma. de la invención de la presente solicitud comprende las características enumeradas en la reivindicación independiente.

En la matriz de diamante con forma. configurada como se ha descrito más arriba, puesto que la rugosidad superficial Sa de la porción de soporte es de 0,05 pm o inferior y el tamaño medio de grano de diamante policristalino es de 500 nm o inferior, se puede reducir la rugosidad superficial del material del alambre después del trefilado.

Preferentemente, la matriz de diamante con forma incluye una porción de reducción, y la rugosidad superficial Sa de la porción de reducción es de 0,1 pm o inferior. La rugosidad superficial de la porción de reducción aguas arriba de la porción de soporte es pequeña cuando la rugosidad superficial Sa de la porción de reducción es de 0,1 pm o menos, reduciéndose de esta manera la rugosidad superficial del material de alambre después del trefilado.

Preferiblemente, una superficie del orificio de mecanizado que se extiende desde la porción de reducción hasta la porción de soporte está formada por una superficie curvada lisa. Puesto que la superficie del orificio de mecanizado que se extiende desde la porción de reducción hasta la porción de soporte está formada por una línea curvada suave, el material de alambre recorre suavemente desde la porción de reducción hasta la porción de soporte.

Preferiblemente, el diamante policristalino alrededor del orificio de mecanizado es el diamante policristalino que se extiende como una unidad de forma continua en una dirección circunferencial del orificio de mecanizado. En este caso, puesto que el diamante policristalino alrededor del orificio de mecanizado es el diamante policristalino que se extiende como una unidad de forma continua en la dirección circunferencial del orificio de mecanizado, tiene un resistencia superior a la de un diamante dividido. En consecuencia, el orificio de mecanizado tiene una elevada precisión, lo que permite reducir la rugosidad de la superficie del material de alambre después del trefilado.

Preferentemente, la matriz de diamante con forma se utiliza en el trefilado de un material de alambre que incluye una porción lineal en una sección transversal perpendicular a una dirección longitudinal del material de alambre.

Preferiblemente, la proporción entre el ligante y el diamante policristalino es del 5% por volumen o menos. Puesto que la proporción del ligante es de 5% por volumen o menos, se reduce la proporción del ligante, lo que mejora la resis tencia del diamante policristalino. En consecuencia, el orificio de mecanizado tiene una gran precisión, lo que permite reducir la rugosidad de la superficie del material de alambre después del trefilado.

Descripción detallada de las realizaciones

<Realización 1>

(Configuración general)

La figura 1 es una vista en sección de una matriz de diamante con forma 10 de acuerdo con la realización 1, un diamante 1 de la matriz de diamante con forma 10, una caja 2 que aloja el diamante 1, y una aleación sinterizada 3 entre el diamante 1 y la caja 2. El resumen de una matriz de diamante para el trefilado de alambres con formas se describirá con referencia a los dibujos. La figura 1 es una vista en sección que muestra la matriz de diamante que puede alojarse en una caja de matrices para su uso. El diamante 1 se aloja en la caja 2. El diamante 1 se fija a la carcasa 2 mediante una aleación sinterizada 3.

La figura 2 es una vista frontal del diamante 1 en la figura 1. La figura 3 es una vista en sección tomada a lo largo de la línea MI-MI en la figura 2. La figura 4 muestra una porción rodeada por IV en la figura 2 de forma ampliada. Como se muestra en las figuras 2 a 4, el diamante 1 tiene un diamante policristalino 5 rodeado por un anillo de soporte 4 de carburo cementado. La porción central del diamante 1 está formada por una superficie interior 6 del orificio, a través de la cual pasa un material de alambre que se va a trefilar mientras está en contacto con el mismo, y un orificio de mecanizado 7. La superficie interior 6 del orificio se divide a su vez en partes, lo que se muestra en detalle en la figura 3. La superficie interior 6 del orificio se divide en una porción de campana 6a, una porción de aproximación 6b, una porción de reducción 6c, una porción de soporte 6d, una porción de alivio trasera 6e y una porción de salida 6f en orden, y tiene una forma de cuadrilátero visto desde su parte frontal.

Una superficie de la superficie interior 6 del orificio formada por el mecanizado del orificio 7, que se extiende al menos desde la porción de campana 6a hasta la porción de soporte 6d, está formada por una superficie curvada lisa en una dirección de grosor del diamante. Específicamente, a diferencia de una superficie que incluye la porción de campana 6a, la porción de aproximación 6b, la porción de reducción 6c y la porción de soporte 6d, que se forman individualmente de forma lineal y posteriormente se redondean en un límite entre ellas, el conjunto de las porciones respectivas está formado por una superficie curvada lisa. Esta superficie curvada está formada por una superficie curvada con R simple o una superficie curvada con R compuesto, y un límite entre ellos no es claramente visible.

El diámetro del alambre del material trefilado por la matriz de diamante con forma 10 es inferior a 0,1 mm, que es un diámetro de alambre pequeño. En el trefilado de un alambre ultrafino de este tipo, cuando una superficie que se extiende desde la porción de campana 6a hasta la porción de soporte 6d está formada por una superficie curvada lisa, el material del alambre no experimenta grandes cambios en la resistencia al trefilado y es resistente a la desconexión a pesar de ser un alambre ultrafino. Además, en el suministro de un lubricante, una superficie formada por una línea curvada lisa conduce a unas buenas condiciones de lubricación.

El diamante policristalino 5 alrededor del orificio de mecanizado 7 es el diamante policristalino que se extiende como una unidad de forma continua en la dirección circunferencial del orificio de mecanizado 7. Puesto que el diamante policristalino 5 alrededor del orificio de mecanizado 7 es el diamante policristalino que se extiende como una unidad de forma continua en la circunferencia del orificio de mecanizado, tiene un resistencia superior a la de un diamante dividido. Esto conduce a un alto grado de precisión del orificio de mecanizado con lo que se reduce la rugosidad de la superficie del material de alambre tras el trefilado.

(Longitud de la porción de soporte 6d)

La longitud de la porción de soporte 6d es preferiblemente de 0,05 D a 1,0 D, en el que D representa la distancia entre superficies opuestas de la superficie frontal, que tiene forma de cuadrilátero, de la porción de soporte 6d. Para obtener efectos mejorados adicionales, la longitud es preferiblemente de 0,05 D a 0,8 D. En general, una mayor longitud de la porción de soporte es preferible desde el punto de vista de una mayor vida útil de la matriz de diamante con forma 10, es decir, la prevención del desgaste o la prevención del cambio de forma del diamante policristalino 5. En el trefilado de un alambre ultrafino, sin embargo, la longitud de la porción de soporte 6d no puede aumentarse debido a un pro blema significativo de desconexión. Para evitar la desconexión, es necesario tomar medidas desde dos puntos de vista, es decir, una reducción de la superficie de contacto entre el diamante policristalino 5 y el material del alambre y un reducción de la fuerza de fricción por unidad de superficie. De este modo, la longitud de la porción de soporte 6d se reduce en primer lugar desde el punto de vista de un área de contacto reducida del material de alambre. En con secuencia, se reduce la fuerza de fricción. Además, al proporcionar una superficie curvada lisa se reduce el área de contacto, lo que puede evitar la interrupción del suministro de lubricante y estabilizar la resistencia al trefilado, con lo que se consigue un gran efecto de prevención de desconexión. También en el pulido de la porción de soporte 6d, una longitud mayor de la porción de soporte 6d dificulta la obtención de una superficie lisa con una rugosidad superficial pequeña, pero una longitud pequeña de la porción de soporte 6d permite el pulido con gran precisión, produciendo también un efecto de estabilización de la resistencia al trefilado.

(Rugosidad superficial Sa de la porción de soporte 6d)

La rugosidad superficial Sa de la porción de soporte 6d debe ser de 0,05 pm o inferior. La rugosidad superficial Sa se define en la norma ISO 25178. El rango de medición es un rango que incluye 20 o más picos y valles. Las mediciones se realizan en las condiciones en que se efectúa el pretratamiento de la medición, se realiza la corrección de la incli nación y no se utiliza el filtro Gaussiano. La porción de soporte 6d es una porción que tiene el diámetro más pequeño en el orificio de mecanizado 7, y la rugosidad superficial de la porción de soporte 6d está profundamente relacionada con la rugosidad superficial de un material de alambre. La rugosidad superficial Sa de la porción de soporte 6d de más de 0,05 pm da lugar a una gran rugosidad superficial del material de alambre. Con el fin de obtener una matriz con alta precisión y larga vida útil, la rugosidad superficial Sa de la porción de soporte 6d es preferiblemente de 0,03 pm o menos y es más preferiblemente de 0,01 pm o menos. Es más preferible a medida que la rugosidad superficial Sa de la porción de soporte 6d se hace más pequeña. Se hace notar que desde la perspectiva de la producción industrial considerando la rentabilidad, la rugosidad superficial Sa de la porción de soporte 6d es preferiblemente de 0,002 pm o superior.

Con el fin de medir la rugosidad superficial Sa de la porción de soporte 6d, se produce una réplica, que se obtiene rellenando el orificio de mecanizado 7 de una matriz conformada con un material de transferencia (por ejemplo, Repli-Set disponible en Marumoto Struers K. K.) y transfiriendo la superficie del orificio de mecanizado 7 al mismo. La réplica resultante se observa bajo un microscopio láser (por ejemplo, un microscopio de escaneo láser 3D de la serie VK-X disponible en KEYENCE CORPORATION), y la rugosidad superficial Sa se mide en tres puntos cualesquiera. Un valor medio de las rugosidades superficiales Sa en los tres puntos se toma como rugosidad superficial Sa de la porción de soporte 6d. Se hace notar que también para la rugosidad superficial Sa de un material de alambre después del trefi lado, la superficie se observa bajo el microscopio láser, y la rugosidad superficial Sa se mide en tres puntos cuales quiera. Un valor medio de las rugosidades superficiales Sa en los tres puntos se toma como rugosidad superficial Sa del material del alambre.

(Rugosidad superficial de la porción de reducción 6c)

La rugosidad superficial Sa de la porción de reducción 6c es preferiblemente de 0,1 pm o inferior. Puesto que la rugosidad superficial de la porción de reducción 6c aguas arriba de la porción de soporte 6d es pequeña cuando la rugosidad superficial Sa de la porción de reducción 6c es de 0,1 |jm o menos, se puede reducir la rugosidad superficial del material de alambre después del trefilado.

Con el fin de obtener una matriz con alta precisión y larga vida útil, la rugosidad superficial Sa de la porción de reduc ción 6c es preferiblemente de 0,05 jm o menos y es más preferiblemente de 0,03 jm o menos. Es más preferible cuando la rugosidad superficial Sa de la porción de reducción 6c se hace más pequeña. Se hace notar que desde la perspectiva de la producción industrial considerando la rentabilidad, la rugosidad superficial Sa de la porción de re ducción 6c es preferiblemente de 0,01 jm o superior.

La rugosidad superficial de la porción de reducción 6c se mide mediante un procedimiento similar al procedimiento de medición de la rugosidad superficial de la porción de soporte 6d.

(Longitud del lado y R de la porción de esquina)

Un material de alambre sometido a trefilado se utiliza, por ejemplo, para bobinas de motores. En un uso de este tipo, el material de alambre necesita ser enrollado densamente, y en consecuencia, es más preferible un R más pequeño de la porción de esquina del material de alambre. Por lo tanto, la porción de esquina cuadrangular de la porción de soporte tiene un R de 20 jm o menos. Es más preferible a medida que el R de la porción de esquina se hace más pequeño. Se hace notar que desde la perspectiva de la producción industrial considerando la rentabilidad, el R de la porción de esquina es preferiblemente de 1 jm o más.

Aunque la presente realización ilustra un caso en el que el orificio de mecanizado 7 tiene una forma cuadrangular, el orificio de mecanizado 7 no se limita a una forma cuadrangular y puede tener cualquier otra forma poligonal, tal como una forma triangular o una forma hexagonal. Es preferible que la porción lineal se incluya en múltiples secciones transversales perpendiculares a la dirección longitudinal del material del alambre. Además, cuando los lados tienen diferentes longitudes, la longitud del lado más largo es de 100 jm o menos. No hay límite inferior para la longitud del lado más largo. Sin embargo, desde la perspectiva de la producción industrial, una longitud extremadamente pequeña del lado más largo conlleva un elevado coste de fabricación. De esta manera, teniendo en cuenta la rentabilidad, la longitud del lado más largo es preferiblemente de 5 jm o más.

(Tamaño del grano de diamante)

El diamante de diamante policristalino 5 debe tener un tamaño de grano pequeño para reducir el R de la porción de esquina, y reducir aún más la rugosidad superficial Sa de la porción de soporte 6d. Se utiliza un diamante policristalino (diamante sinterizado) 5 que tiene un tamaño medio de grano de diamante igual o inferior a 500 nm. El tamaño medio de grano de diamante también está relacionado con la rugosidad superficial del material del alambre, y un tamaño medio de grano de diamante superior a 500 nm conduce a una gran rugosidad superficial del material del alambre.

Con el fin de obtener una matriz de alta precisión y larga vida útil, el tamaño medio de grano de diamante es más preferiblemente de 300 nm o menos, y más preferiblemente de 100 nm o menos. Es más preferible cuando el tamaño medio del grano de diamante se hace más pequeño. Se hace notar que un grano de diamante ultrafino es costoso y, en consecuencia, el diamante tiene preferentemente un tamaño medio de grano de 5 nm o más desde la perspectiva de la producción industrial.

Con el fin de medir el tamaño de grano medio de un grano de diamante, se fotografían tres puntos de diamante policristalino 5 en el rango de 5 jm * 5 jm utilizando un microscopio electrónico de barrido. Los granos de diamante individuales se extraen de las imágenes fotografiadas, y los granos de diamante extraídos se binarizan para calcular el área de cada grano de diamante. A continuación, suponiendo un círculo con la misma superficie que la de cada grano de diamante, el diámetro de este círculo se toma como el tamaño del grano de diamante. Se toma como tamaño medio del grano un valor medio aritmético del diámetro de cada grano de diamante (el diámetro de un círculo).

(Ligante)

El diamante policristalino 5 puede contener un ligante. La proporción entre el ligante y el diamante policristalino es preferiblemente del 5% por volumen o inferior. Con el fin de obtener una matriz de gran precisión y larga vida útil, la proporción de ligante es más preferiblemente de 3% por volumen o menor, y lo más preferible es que no contenga ligante.

Con el fin de medir la proporción del ligante, se fotografían tres posiciones cualesquiera del diamante policristalino 5 en el intervalo de 5 jm * 5 jm utilizando el microscopio electrónico de barrido, tal como se ha descrito en el párrafo anterior en "(Tamaño del grano de diamante)". Se lee una imagen fotografiada con Adobe Photoshop o similar, se calcula un umbral que coincida con la imagen original trazando un contorno y se somete la imagen a conversión a blanco y negro. La superficie del ligante que aparece en blanco puede calcularse mediante esta conversión a blanco y negro. El grano de diamante aparece gris, y un límite de grano aparece negro. La relación de área del ligante se toma como la relación de volumen del ligante.

(Procedimiento de fabricación de la matriz de diamante con forma 10)

Se prepara un diamante sinterizado como material para la matriz de diamante con forma 10. Este diamante sinterizado se mecaniza en forma cilíndrica y, a continuación, se realiza un orificio piloto mediante mecanizado por láser. A conti nuación, se realiza el desbaste mediante mecanizado por descarga eléctrica. Posteriormente, se realiza el acabado mediante lapeado. Los detalles del lapeado son los siguientes.

1) Un alambre de acero inoxidable, que tiene una forma en sección rectangular más pequeña que la del orificio de mecanizado y está redondeado en cada porción de esquina, se produce por laminación o similar.

2) Un lado largo del alambre de acero inoxidable se pone en contacto con un lado de un orificio de matriz, y el alambre de acero inoxidable se mueve alternativamente mientras se le suministra una pasta de diamante, seguido de un acabado. Los otros tres lados están acabados de forma similar. En el lapeado, el alambre de acero inoxi dable mecaniza principalmente la parte del soporte. Se ajusta una cantidad de lapeado de la porción de reducción, lo que permite ajustar también la rugosidad de la superficie de la porción de reducción.

<Realización 2>

La figura 5 es una vista frontal del diamante 1 para su uso en una matriz de diamante con forma de acuerdo con la Realización 2. La figura 6 es una vista en sección tomada a lo largo de la línea VI-VI de la figura 5.

El diamante 1 de la matriz de diamante con forma de acuerdo con la realización 2 difiere del diamante 1 de acuerdo con la realización 1 en que no está provisto de anillo de soporte.

También en el diamante 1 de acuerdo con la realización 2 configurado como se ha descrito más arriba, se pueden conseguir efectos similares a los del diamante 1 de acuerdo con la realización 1.

(Ejemplos)

(Números de muestra del 1 al 8)

Tabla 1

Se prepararon matrices de diamante con forma de los números de muestra 1 a 8, que tienen la forma que se muestra en las figuras 1 a 4 y tienen valores numéricos fijados de forma diversa.

La matriz de diamante con forma de la muestra número. 3 se fabricó mediante el procedimiento siguiente. En primer lugar, se realizó un orificio piloto en un diamante policristalino mediante mecanizado por láser, seguido de un mecani zado en bruto mediante mecanizado por descarga eléctrica. Posteriormente, se realizó el acabado mediante lapeado. En el lapeado, en primer lugar, se produjo por laminación un alambre de acero inoxidable con una forma de sección transversal rectangular de 95 pm * 50 pm y con porciones de esquina, cada una de las cuales está redondeada en R20 |jm. Un lado de 95 |jm de este alambre de acero inoxidable se puso en contacto con un lado del orificio de la matriz, y el alambre de acero inoxidable se sometió a un movimiento alternativo mientras se le suministraba una pasta de diamante (que contenía un diamante con un tamaño de grano de 0,2 jm ), seguido por un acabado. Los otros tres lados se acabaron de forma similar. La parte de soporte de la matriz de diamante con forma acabada como se ha descrito más arriba tenía rugosidad superficial Sa de 0,05 jm . Las matrices de diamante con forma acabadas como se ha descrito más arriba de los otros números de muestras se fabricaron con un procedimiento similar.

Un alambre rectangular que tiene un lado de 105 jm y está hecho de cobre fue trefilado (velocidad de trefilado de 10 m/min) en un lubricante y fue probado. Se evaluó la rugosidad superficial del material del alambre perpendicular a la dirección de trefilado del alambre rectangular tras una hora de trefilado. La Tabla 1 muestra los resultados de las evaluaciones.

Suponiendo que la rugosidad superficial Sa del alambre rectangular trefilado por la matriz de diamante con forma de la muestra número 3 es uno, una muestra que tenía un valor relativo de rugosidad superficial Sa de 0,8 a 1 fue la evaluación A, una muestra que tenía un valor relativo de rugosidad superficial Sa de más de uno e igual o inferior a 1,1 fue la evaluación B, una muestra que tenía un valor relativo de rugosidad superficial Sa de más de 1,1 e igual o inferior a 1,3 fue la evaluación C. y una muestra que tenía un valor relativo de rugosidad superficial Sa superior a 1,3 fue la evaluación D.

La Tabla 1 reveló que el tamaño medio del grano de diamante de 500 nm o menos daba lugar a características prefe ribles (la rugosidad superficial del material del alambre es A o B). La Tabla 1 reveló además que la rugosidad de la superficie de la porción de reducción también afecta a la rugosidad de la superficie del material de alambre y que la rugosidad de la superficie de la porción de reducción es más preferiblemente de 0,1 jm o inferior.

(Números de muestra 11 a 15)

Tabla 2

Se prepararon matrices de diamante con forma de los números de muestra 11 a 15 que figuran en la Tabla 2, que tienen la forma que se muestra en las figuras 1 a 4 y tienen valores numéricos fijados de forma diversa.

En cuanto a la muestra número 11, en primer lugar, se realizó un orificio piloto en un diamante policristalino mediante mecanizado por láser, seguido de un mecanizado en bruto mediante mecanizado por descarga eléctrica. Posterior mente, se realizó el acabado mediante lapeado. En el lapeado, en primer lugar, se fabricó por laminación un alambre de acero inoxidable con una forma de sección transversal cuadrada de 105 jm * 105 jm y con porciones de esquina, cada una de las cuales está redondeada en R15 jm . A continuación, se intentó acabar el alambre de acero inoxidable poniéndolo en contacto con toda la circunferencia de un orificio de dado y haciendo girar el alambre de acero inoxidable mientras se le suministraba una pasta de diamante (que contenía un diamante con un tamaño de grano de 0,2 jm ). Sin embargo, el acabado se interrumpió debido a la frecuente aparición de desconexiones del alambre de acero inoxi dable. La parte de soporte de la matriz de diamante con forma tenía rugosidad superficial Sa de 0,1 jm .

El procedimiento de producción de la muestra número 12 difiere del procedimiento de producción de la muestra nú mero 11 en que la muestra número 12 se lapeó utilizando un alambre de acero inoxidable que tenía una forma de sección transversal cuadrada de 103 |jm * 103 |jm y que tenía porciones de esquina, cada una de las cuales estaba redondeada en R15 jm . El acabado se interrumpió debido a la frecuente aparición de desconexiones del alambre de acero inoxidable. La parte de soporte de la matriz de diamante con forma tenía rugosidad superficial Sa de 0,07 jm .

En cuanto a la muestra número 13, se realizó un orificio piloto en un diamante policristalino mediante mecanizado por láser, seguido de un mecanizado en bruto mediante mecanizado por descarga eléctrica. Posteriormente, se realizó el acabado mediante lapeado. En primer lugar, se laminó un alambre de acero inoxidable con una sección transversal rectangular de 95 jm * 50 jm y con esquinas redondeadas R15 jm cada una. Un lado de 95 jm de este alambre de acero inoxidable se puso en contacto con un lado del orificio de la matriz, y el acero inoxidable se sometió a un movimiento alternativo mientras se le suministraba una pasta de diamante (que contenía un diamante con un tamaño de grano de 0,2 jm ), seguido de un acabado. Los otros tres lados se acabaron de forma similar. La parte de soporte de la matriz de diamante con forma acabada como se ha descrito más arriba tenía una rugosidad superficial Sa de 0,05 jm .

En cuanto a las muestras números 14 y 15, el tamaño de grano de un diamante en una pasta de diamante se hizo que fuera inferior a 0,2 jm en el procedimiento de fabricación de la muestra número 13, obteniéndose así rugosidades superficiales Sa de las porciones de soporte de 0,02 jm y 0,01 jm , respectivamente.

Las condiciones de trefilado fueron idénticas a las condiciones de trefilado de las muestras números 1 a 8.

Suponiendo que la rugosidad superficial Ra de un alambre rectangular de la muestra número 13 después del trefilado es uno, una muestra que tenía un valor relativo de rugosidad superficial Sa de 0,8 a 1 fue la evaluación A, una muestra que tenía un valor relativo de rugosidad superficial Sa de más de uno e igual o inferior a 1,1 fue la evaluación B, una muestra que tenía un valor relativo de rugosidad superficial Sa de más de 1,1 e igual o inferior a 1,3 fue la evaluación C., y una muestra que tenía un valor relativo de rugosidad superficial Sa de más de 1,3 fue la evaluación D. La tabla 2 no contiene ninguna evaluación B.

La Tabla 2 reveló que la rugosidad superficial de la porción de soporte de 0,05 jm o menos daba lugar a características preferibles.

(Números de muestra 21 a 25)

Tabla 3

Se prepararon matrices de diamante con formas de los números de muestra 21 a 25 que figuran en la Tabla 3, que tienen la forma mostrada en las figuras 1 a 4 y que tienen valores numéricos fijados de forma diversa.

El procedimiento de fabricación de la muestra número 21 difiere del procedimiento de fabricación de la muestra número 11 en que la muestra número 21 se lapeó utilizando un alambre de acero inoxidable que tenía una forma de sección transversal cuadrada de 70 pm * 70 pm y que tenía porciones de esquina, cada una de las cuales estaba redondeada en R20 pm. El acabado se interrumpió debido a la frecuente aparición de desconexiones del alambre de acero inoxi dable. La parte de soporte de la matriz de diamante con forma tenía una rugosidad superficial Sa de 0,1 pm.

El procedimiento de fabricación de la muestra número 22 difiere del procedimiento de fabricación de la muestra número 11 en que la muestra número 22 se lapeó utilizando un alambre de acero inoxidable que tenía una forma de sección transversal cuadrada de 70 pm * 70 pm y que tenía porciones de esquina, cada una de las cuales estaba redondeada en R15 pm. El acabado se interrumpió debido a la frecuente ocurrencias de desconexiones del alambre de acero inoxidable. La parte de soporte de la matriz de diamante con forma tenía rugosidad superficial Sa de 0,08 pm.

La matriz de diamante con forma de la muestra número 23 se fabricó mediante el procedimiento siguiente. En primer lugar, se realizó un orificio piloto en un diamante policristalino mediante mecanizado por láser, seguido de un mecani zado en bruto mediante mecanizado por descarga eléctrica. Posteriormente, se realizó el acabado mediante lapeado. En el lapeado, en primer lugar, se produjo por laminación un alambre de acero inoxidable con una forma de sección transversal rectangular de 60 pm * 30 pm y con porciones de esquina, cada una de las cuales estaba redondeada en R12 pm. Un lado de 60 pm de este alambre de acero inoxidable se puso en contacto con un lado del orificio de la matriz, y el alambre de acero inoxidable se sometió a un movimiento alternativo mientras se le suministraba una pasta de diamante (que contenía un diamante con un tamaño de grano de 0,2 pm), seguido de un acabado. Los otros tres lados se acabaron de forma similar. La parte de soporte de la matriz de diamante con forma acabada como se ha descrito más arriba tenía rugosidad superficial Sa de 0,05 pm.

En cuanto a las muestras números 24 y 25, el R de la porción de esquina del alambre de acero inoxidable se fijó en 10 pm y 8 pm, respectivamente, y el tamaño de grano de diamante de la pasta de diamante se fijó en menos de 0,2 pm en el procedimiento de fabricación de la muestra número 23, de modo que R de la porción de esquina fue de 10 pm y 8 pm y la rugosidad superficial pm Sa de la porción de soporte fue de 0,03 pm y 0,01 pm, respectivamente.

Un alambre rectangular que tiene un lado de 68 pm y está hecho de cobre fue trefilado (velocidad de trefilado de 10 m/min.) en un lubricante y fue probado. Se evaluó la rugosidad superficial del material del alambre perpendicular a la dirección de trefilado del alambre rectangular tras una hora de trefilado. Suponiendo que la rugosidad superficial del alambre rectangular de la muestra número 33 sometido a trefilado es uno, una muestra que tiene un valor relativo de rugosidad superficial Sa de 0,8 a 1 fue la evaluación A, una muestra que tiene un valor relativo de rugosidad superficial Sa superior uno e igual o inferior a 1,1 fue la evaluación B, y una muestra que tiene un valor relativo de rugosidad superficial Sa superior a 1,1 e igual o inferior a 1,3 fue la evaluación C, y una muestra con un valor relativo de rugosidad superficial Sa superior a 1,3 fue la evaluación D. La tabla 3 no contiene ninguna evaluación B.

La Tabla 3 reveló que la rugosidad superficial de la porción de soporte de 0,05 pm o menos daba lugar a características preferibles.

(Números de muestra 31 a 35)

Tabla 4

Las matrices de diamante con forma de los números de muestra 31 a 35 que figuran en la Tabla 4, que tienen la forma mostrada en las figuras 1 a 4 y tienen valores numéricos fijados de forma diversa.

La matriz de diamante con forma de la muestra número 31 se fabricó de acuerdo con el procedimiento siguiente. En primer lugar, se realizó un orificio piloto en un diamante policristalino mediante mecanizado por láser, seguido de un mecanizado en bruto mediante mecanizado por descarga eléctrica. Posteriormente, se realizó el acabado mediante lapeado. En el lapeado, en primer lugar, se produjo por laminación un alambre de acero inoxidable con una forma de sección transversal rectangular de 75 pm * 40 pm y con una porción de esquina, cada una de las cuales está redon deada en R20 pm. Un lado de 75 pm de este alambre de acero inoxidable se puso en contacto con un lado del orificio de la matriz, y el alambre de acero inoxidable se sometió a un movimiento alternativo mientras se le suministraba una pasta de diamante (que contenía un diamante con un tamaño de grano de 0,2 pm), seguido de un acabado. Los otros tres lados se acabaron de forma similar. La parte de soporte de la matriz de diamante con forma acabada como se ha descrito anteriormente tenía rugosidad superficial Sa de 0,05 pm.

El procedimiento de fabricación de las muestras números 32 a 35 difiere del procedimiento de fabricación de la muestra número 31 en que las muestras números 32 a 35 fueron lapeadas utilizando alambres de acero inoxidable que tenían un R de la porción de esquina de 15 pm, 12 pm, 10 pm, y 8 pm, respectivamente, en el procedimiento de fabricación de la muestra número 31.

Un alambre rectangular que tenía un lado de 84 pm y está hecho de cobre fue trefilado (velocidad de trefilado de 10 m/min.) en un lubricante y fue probado. Se evaluó la rugosidad superficial del material del alambre perpendicular a la dirección de trefilado del alambre rectangular tras una hora de trefilado.

Suponiendo que la rugosidad superficial Sa del alambre rectangular de la muestra número 33 sometido a trefilado es uno, una muestra que tenía un valor relativo de rugosidad superficial Sa de 0,8 a 1 fue la evaluación A, y una muestra que tenía un valor relativo de rugosidad superficial Sa de más de 1,1 e igual o inferior a 1,1 fue la evaluación B.

La Tabla 4 reveló que el contenido de ligante de 5% en volumen o menos da lugar a características más preferibles.

Se debe entender que las realizaciones y ejemplos expuestos en la presente memoria descriptiva se han presentado con fines ilustrativos y no restrictivos en todos los aspectos. Se pretende que el alcance de la presente invención no se limite a la descripción anterior, sino que esté definido por el alcance de las reivindicaciones adjuntas.

LISTA DE SIGNOS DE REFERENCIA

1 diamante, 2 carcasa, 3 aleación sinterizada, 4 anillo de soporte de aleación, 5 diamante policristalino, 6 superficie interior del orificio, 6a porción de campana, 6b porción de aproximación, 6c porción de reducción, 6d porción de so porte, 6e porción de alivio posterior, 6f porción de salida, 7 orificio de mecanizado, 10 matriz de diamante con forma

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una matriz de diamante con forma (10) que comprende un diamante policristalino (5), teniendo el diamante policristalino (5) un orificio de mecanizado (7),

en el que el orificio de mecanizado (7) tiene forma poligonal,

en el que la longitud del lado más largo del orificio de mecanizado (7) es igual o inferior a 100 pm, en el que el orificio de mecanizado (7) tiene porciones de esquina, cada una de las cuales está redondeada por R 20 pm o menos, y

en el que el matriz de diamante con forma (10) incluye una porción de soporte (6d),

que se caracteriza por que la rugosidad superficial Sa como se define en la norma ISO 25178 de la parte de soporte (6d) es igual o inferior a 0,05 pm, y

por que un tamaño medio de grano de diamante policristalino (5) es igual o inferior a 500 nm.

2. La matriz de diamante con forma (10) de acuerdo con la reivindicación 1, en la que la matriz de diamante con forma (10) incluye una porción de reducción (6c), y rugosidad superficial Sa de la porción de reducción (6c) es de 0,1 pm o inferior.

3. La matriz de diamante con forma (10) de acuerdo con la reivindicación 2, en la que una superficie del orificio de mecanizado (7) que se extiende desde la porción de reducción (6c) hasta la porción de soporte (6d) está formada por una superficie curvada lisa.

4. La matriz de diamante con forma (10) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que el diamante policristalino (5) alrededor del orificio de mecanizado (7) es el diamante policristalino (5) que se extiende como una unidad de forma continua en una dirección circunferencial del orificio de mecanizado (7).

5. La matriz de diamante con forma (10) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que se utiliza en el trefilado de un material de alambre que incluye una porción lineal en una sección transversal perpendicular a una dirección longitudinal del material de alambre.

6. La matriz de diamante con forma (10) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en la que una proporción de un ligante con respecto al diamante policristalino (5) es del 5% en volumen o inferior.