JPS58199777A - 工具用ダイヤモンド焼結体及びその製造方法 - Google Patents
工具用ダイヤモンド焼結体及びその製造方法Info
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- JPS58199777A JPS58199777A JP57080789A JP8078982A JPS58199777A JP S58199777 A JPS58199777 A JP S58199777A JP 57080789 A JP57080789 A JP 57080789A JP 8078982 A JP8078982 A JP 8078982A JP S58199777 A JPS58199777 A JP S58199777A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
現在、非鉄金属、プラスチック、セラミックの切削用、
伸線ダイス用、ドレッサー用、ドリルビット用途にダイ
ヤモンドの含有量が容積で７０９６を越した焼結体が市
販されている。これらの・ダイヤモンド焼結体は多結晶
体であるので天然ダイヤモンドの如くへき開による欠損
がなく、一部の用途では好評を博している。
伸線ダイス用、ドレッサー用、ドリルビット用途にダイ
ヤモンドの含有量が容積で７０９６を越した焼結体が市
販されている。これらの・ダイヤモンド焼結体は多結晶
体であるので天然ダイヤモンドの如くへき開による欠損
がなく、一部の用途では好評を博している。
しかし、ダイヤモンド焼結体には次のような欠点がある
。通常、ダイヤモンド焼結体はダイヤモンド粒度が大き
い程、その耐摩耗性が良好となるので、セラミック切削
、ドレッサー、ドリルビットの如く硬質物質の加工には
ダイヤモンド粒度の大きい焼結体が使用される。一方、
非鉄金属等の切削は良好な面粗度の要求される場合が多
く、刃立性が良くなければならないためダイヤモンド粒
度の細かい焼結体が使用されるが、 Ａ／−高ｓｉ合金
の如く、硬質粒子が多量に含有される金属切削では刃先
が摩耗し、充分な性能を発揮できない場合がある。また
、前述した如く、ダイヤモンド焼結体においてはダイヤ
モンド粒度が粗くなるほど耐摩耗性は向上する反面、加
工が困難となる。ダイヤモンド焼結体はダイヤモンド砥
石による研削加工かあるいは、放電加工の如く、電気化
学的な加工方法が用いられるが、ダイヤモンド粒子が粗
くなると（研削加工のみならず）ダイヤモンド粒子は絶
縁体であるため放電加工も困難となる。
。通常、ダイヤモンド焼結体はダイヤモンド粒度が大き
い程、その耐摩耗性が良好となるので、セラミック切削
、ドレッサー、ドリルビットの如く硬質物質の加工には
ダイヤモンド粒度の大きい焼結体が使用される。一方、
非鉄金属等の切削は良好な面粗度の要求される場合が多
く、刃立性が良くなければならないためダイヤモンド粒
度の細かい焼結体が使用されるが、 Ａ／−高ｓｉ合金
の如く、硬質粒子が多量に含有される金属切削では刃先
が摩耗し、充分な性能を発揮できない場合がある。また
、前述した如く、ダイヤモンド焼結体においてはダイヤ
モンド粒度が粗くなるほど耐摩耗性は向上する反面、加
工が困難となる。ダイヤモンド焼結体はダイヤモンド砥
石による研削加工かあるいは、放電加工の如く、電気化
学的な加工方法が用いられるが、ダイヤモンド粒子が粗
くなると（研削加工のみならず）ダイヤモンド粒子は絶
縁体であるため放電加工も困難となる。
本発明は、これらの問題点を解決したダイヤモンド焼結
体に関するものである。
体に関するものである。
ダイヤモンド焼結体は通常、ダイヤモンドとこれを溶解
しうるＦｅｅ Ｎｉｅ Ｃｏ を用いてダイヤモンド
が安定な超高温高圧下で製造されるが、この製造過程で
ダイヤモンド粒子同志が互いに接合して焼結される。こ
のためダイヤモンド粒子は主としてダイヤモンド粒子と
の直接結合により保持されている。本発明者等は切削用
ダイヤモンド焼結体の摩耗状態を調べるため、Ａｌ−高
Ｓｔ合金の如く、硬質物質を多量に含んだ被削材を用い
て切削テストを行い刃先の摩耗状態を観察した。その結
果ダイヤモンド粒子が摩耗するよりも、むしろダイヤモ
ンド粒子が脱落して摩耗していた。この焼結体の耐摩耗
性を改善するには、ダイヤモンド粒子の保□ 持方を
向上させる′必要があり、ダイヤモンド粒子同志の結合
部（以下ダイヤモンドスケルトン部ト称す）を強固にせ
ねばならないと考えられる。
しうるＦｅｅ Ｎｉｅ Ｃｏ を用いてダイヤモンド
が安定な超高温高圧下で製造されるが、この製造過程で
ダイヤモンド粒子同志が互いに接合して焼結される。こ
のためダイヤモンド粒子は主としてダイヤモンド粒子と
の直接結合により保持されている。本発明者等は切削用
ダイヤモンド焼結体の摩耗状態を調べるため、Ａｌ−高
Ｓｔ合金の如く、硬質物質を多量に含んだ被削材を用い
て切削テストを行い刃先の摩耗状態を観察した。その結
果ダイヤモンド粒子が摩耗するよりも、むしろダイヤモ
ンド粒子が脱落して摩耗していた。この焼結体の耐摩耗
性を改善するには、ダイヤモンド粒子の保□ 持方を
向上させる′必要があり、ダイヤモンド粒子同志の結合
部（以下ダイヤモンドスケルトン部ト称す）を強固にせ
ねばならないと考えられる。
ダイヤモンド焼結体において、ダイヤモンドスケルトン
部を発達させ、さらにダイヤモンド含有量を増すことに
関する発明は既にＵＳＰ４，２６８，２７６ に記載さ
れている。この特許はダイヤモンド粒子として硼素を均
一に分散しにダイヤモンド粒子を用いて、焼結体を製造
することに関する特許で、硼素を分散したダイヤモンド
粒子は塑性変形しやすく、通常のダイヤモンド粒子を焼
結する条件より ゛低温低圧で焼結することが可
能であり、ダイヤモンドスケルトン部も発達することが
述べられている。本発明者等は、この特許に記載されて
いることについて確認テストを行ったところ、緻密でダ
イヤモンドスケルトン部が発達しにダイヤモンド焼結体
を得ることができた。このダイヤモンド焼結体を、用い
て切削用のバイトを作成し、Ａｌ−２５％Ｓｉ 合金
を切削した結果、ダイヤモンド粒子の脱落は減少したも
のの、ダイヤモンド粒子の摩耗が大きいという問題があ
った。特に硼素を均一に分散させた粒度の粗いダイヤモ
ンド粒子を用いて焼結体を作成し、岩石を切削した場合
、ダイヤモンド粒子の摩耗に顕著な差が現われた。硼素
を均一に含有したダイヤモンドはＵＳＰ４２６８，２７
６ に記載されている如く塑性変形しやすいため、ダイ
ヤモンド粒子の緻密化に対しては有利であるが、ダイヤ
モンド粒子の耐摩耗性からみれば硼素を含有しないダイ
ヤモンド粒子より劣るものと考えられる。
部を発達させ、さらにダイヤモンド含有量を増すことに
関する発明は既にＵＳＰ４，２６８，２７６ に記載さ
れている。この特許はダイヤモンド粒子として硼素を均
一に分散しにダイヤモンド粒子を用いて、焼結体を製造
することに関する特許で、硼素を分散したダイヤモンド
粒子は塑性変形しやすく、通常のダイヤモンド粒子を焼
結する条件より ゛低温低圧で焼結することが可
能であり、ダイヤモンドスケルトン部も発達することが
述べられている。本発明者等は、この特許に記載されて
いることについて確認テストを行ったところ、緻密でダ
イヤモンドスケルトン部が発達しにダイヤモンド焼結体
を得ることができた。このダイヤモンド焼結体を、用い
て切削用のバイトを作成し、Ａｌ−２５％Ｓｉ 合金
を切削した結果、ダイヤモンド粒子の脱落は減少したも
のの、ダイヤモンド粒子の摩耗が大きいという問題があ
った。特に硼素を均一に分散させた粒度の粗いダイヤモ
ンド粒子を用いて焼結体を作成し、岩石を切削した場合
、ダイヤモンド粒子の摩耗に顕著な差が現われた。硼素
を均一に含有したダイヤモンドはＵＳＰ４２６８，２７
６ に記載されている如く塑性変形しやすいため、ダイ
ヤモンド粒子の緻密化に対しては有利であるが、ダイヤ
モンド粒子の耐摩耗性からみれば硼素を含有しないダイ
ヤモンド粒子より劣るものと考えられる。
本発明者等はダイヤモンド粒子の耐摩耗性を低下させる
ことなく、ダイヤモンドスケルトン部の強固な焼結体を
得るため、鋭意研究を重ねた。その結果硼素を含、有し
ないダイヤモンド粒子あるいはこれに周期律表４ａｓ
５ａ、 ６ａ の炭化物を加えた粉末を鉄族金属を触
媒として焼結する際に硼化物の中でも特に炭化硼素を微
量添加すれば、ダイヤモンドスケルトン部が大きく成長
し、さらにダイヤモンドスケルトン部と、ダイヤモンド
粒子の周囲にのみ硼素が存在した焼結体を得ることが可
能であることが判明した。このダイヤモンド焼結体を力
４工して切削用のバイトを作成し、／Ｖ−２５％Ｓｉ
合金を切削したところ、ダイヤモンド粒子の脱落は少
なかった。またダイヤモンド粒子自体の耐摩耗性を調べ
るため、粒度の粗いダイヤモンド焼結体を作成し、岩石
を切削したが、炭化硼素の含有によるダイヤモンド粒子
の耐摩耗性の低下はなかった。
ことなく、ダイヤモンドスケルトン部の強固な焼結体を
得るため、鋭意研究を重ねた。その結果硼素を含、有し
ないダイヤモンド粒子あるいはこれに周期律表４ａｓ
５ａ、 ６ａ の炭化物を加えた粉末を鉄族金属を触
媒として焼結する際に硼化物の中でも特に炭化硼素を微
量添加すれば、ダイヤモンドスケルトン部が大きく成長
し、さらにダイヤモンドスケルトン部と、ダイヤモンド
粒子の周囲にのみ硼素が存在した焼結体を得ることが可
能であることが判明した。このダイヤモンド焼結体を力
４工して切削用のバイトを作成し、／Ｖ−２５％Ｓｉ
合金を切削したところ、ダイヤモンド粒子の脱落は少
なかった。またダイヤモンド粒子自体の耐摩耗性を調べ
るため、粒度の粗いダイヤモンド焼結体を作成し、岩石
を切削したが、炭化硼素の含有によるダイヤモンド粒子
の耐摩耗性の低下はなかった。
本発明焼結体が優れた耐摩耗性を有するのは次の如く考
えられる。ダイヤモンド粒子は超高圧高温下で鉄族金属
等の触媒によるダイヤモンドの溶解、析出現象により焼
結される。炭化硼素を添加した場合、炭化硼素の一部ま
たは全部が分解して鉄族金属の硼化物を生じ融点が低下
するのと、溶解析出速度が増すためダイヤモンドスケル
トン部が大きくなり、ダイヤモンド粒子の保持力が向上
したものと推測できる。またダイヤモンド粒子の焼結時
にはダイヤモンドと触媒金属の接触面でのみ溶解、析出
現象が生じるため、硼素はダイヤモンドスケルトン部及
びダイヤモンド粒子の周囲にのみしか存在せず、ダイヤ
モンド粒子自体の強度は低下しない。また本発明の焼結
体においては、周期律表の４ａｓ ５ａｅ ６ａ 族の
炭゛化物を結合材の−部として含有させることにより、
ダイヤモンド焼結体の耐熱性を向上させることができる
。これは結合材に炭化物が含有することにより、結合材
の熱膨張係数がダイヤモンドの熱膨張係数に近くなるか
らであろう。本発明の焼結体は耐摩耗性が優れるのみな
らず放電加工も可能となるが、この原因は次の如く推定
される。ダイヤモンド焼結体は前述しているようにダイ
ヤモンド粒子と触媒金属より成り立っているが、ダイヤ
モンド粒子が粗い場合、これは絶縁体であるため、この
部分で放電せず加工できない。ダイヤモンド粒子に微量
の硼素が含有されれば電導性を有することはＵＳＰ４．
２６８，２７６に記載されているが、本発明焼結体はダ
イヤモンド粒子の周囲に電導性を有する層が存在するた
め、触媒金属のみならずダイヤモンド粒子の表面でも放
電し、加工することができるものと考えられる。
えられる。ダイヤモンド粒子は超高圧高温下で鉄族金属
等の触媒によるダイヤモンドの溶解、析出現象により焼
結される。炭化硼素を添加した場合、炭化硼素の一部ま
たは全部が分解して鉄族金属の硼化物を生じ融点が低下
するのと、溶解析出速度が増すためダイヤモンドスケル
トン部が大きくなり、ダイヤモンド粒子の保持力が向上
したものと推測できる。またダイヤモンド粒子の焼結時
にはダイヤモンドと触媒金属の接触面でのみ溶解、析出
現象が生じるため、硼素はダイヤモンドスケルトン部及
びダイヤモンド粒子の周囲にのみしか存在せず、ダイヤ
モンド粒子自体の強度は低下しない。また本発明の焼結
体においては、周期律表の４ａｓ ５ａｅ ６ａ 族の
炭゛化物を結合材の−部として含有させることにより、
ダイヤモンド焼結体の耐熱性を向上させることができる
。これは結合材に炭化物が含有することにより、結合材
の熱膨張係数がダイヤモンドの熱膨張係数に近くなるか
らであろう。本発明の焼結体は耐摩耗性が優れるのみな
らず放電加工も可能となるが、この原因は次の如く推定
される。ダイヤモンド焼結体は前述しているようにダイ
ヤモンド粒子と触媒金属より成り立っているが、ダイヤ
モンド粒子が粗い場合、これは絶縁体であるため、この
部分で放電せず加工できない。ダイヤモンド粒子に微量
の硼素が含有されれば電導性を有することはＵＳＰ４．
２６８，２７６に記載されているが、本発明焼結体はダ
イヤモンド粒子の周囲に電導性を有する層が存在するた
め、触媒金属のみならずダイヤモンド粒子の表面でも放
電し、加工することができるものと考えられる。
また、硼化物の添加物として炭化硼素が優れるのは１次
の如く推定される。焼結中に炭化硼素の一部または全部
は硼素と炭素に分解されるが、硼素き、炭素はダイヤモ
ンドに変換され、残存した炭化硼素は硬度が高く耐摩耗
性に優れているためと考えられる。
の如く推定される。焼結中に炭化硼素の一部または全部
は硼素と炭素に分解されるが、硼素き、炭素はダイヤモ
ンドに変換され、残存した炭化硼素は硬度が高く耐摩耗
性に優れているためと考えられる。
本発明におけるダイヤモンド粒子の含有量は重量で７０
〜９５９６が好ましい。ダイヤモンドの含有量が重量で
７０％未満であると焼結体の耐摩耗性は低下し、９５９
６を越えると、ダイヤモンド焼結時に触媒作用するＦｅ
ｅ Ｎｉｅ Ｃｏ 等の含有量が減少し、充分に発達し
たダイヤモンドスケルトンを有する焼結体を得ることが
できない。焼結体中に存在する硼素または炭化硼素と硼
素の含有量は焼結体中の重量で０．００５９６〜１．０
９６が好ましい。この含有量が０．００５％未満である
と、ダイヤモンドスケルトン部の形成が遅く、またダイ
ヤモンド焼結体の放電加工性も低下する。一方硼素また
は炭化硼素と硼素の含有量が１．０９６を越すとダイヤ
モンドスケルトン部やダイヤモンド粒子の周囲に多量の
硼素原子を含有した層が生じるため、ダイヤモンド焼結
体の耐摩耗性は低下する。本発明の焼結体に使用するダ
イヤモンド原料は５００μｍ 以下で合成ダイヤモンド
、天然ダイヤモンドのいずれでも良い。特にダイヤモン
ド焼結体の耐摩耗性が必要な場合、ダイヤモンド粒子の
粒度は２μｍ以上が好ましい。一方５００μｍ以上にな
ると、ダイヤモンド粒子の外周部に硼素を含有した層が
存在しても、放電加工は困難となる。
〜９５９６が好ましい。ダイヤモンドの含有量が重量で
７０％未満であると焼結体の耐摩耗性は低下し、９５９
６を越えると、ダイヤモンド焼結時に触媒作用するＦｅ
ｅ Ｎｉｅ Ｃｏ 等の含有量が減少し、充分に発達し
たダイヤモンドスケルトンを有する焼結体を得ることが
できない。焼結体中に存在する硼素または炭化硼素と硼
素の含有量は焼結体中の重量で０．００５９６〜１．０
９６が好ましい。この含有量が０．００５％未満である
と、ダイヤモンドスケルトン部の形成が遅く、またダイ
ヤモンド焼結体の放電加工性も低下する。一方硼素また
は炭化硼素と硼素の含有量が１．０９６を越すとダイヤ
モンドスケルトン部やダイヤモンド粒子の周囲に多量の
硼素原子を含有した層が生じるため、ダイヤモンド焼結
体の耐摩耗性は低下する。本発明の焼結体に使用するダ
イヤモンド原料は５００μｍ 以下で合成ダイヤモンド
、天然ダイヤモンドのいずれでも良い。特にダイヤモン
ド焼結体の耐摩耗性が必要な場合、ダイヤモンド粒子の
粒度は２μｍ以上が好ましい。一方５００μｍ以上にな
ると、ダイヤモンド粒子の外周部に硼素を含有した層が
存在しても、放電加工は困難となる。
本発明焼結体に使用する周期律表４ａ＊ ５ａｅ ６ａ
族の炭化物としては、Ｔｉｃｓ ＺｒＣｔ ＨｆＣｔ
ＶＣｔ ＮｂＣｔＴａＣ，ＷＣ（ＭｏＷ ） Ｃを用い
ることができる。炭化物とＦｅ ｅ Ｎｌ ｅ Ｃｏ
＊等の触媒金属の割合いは少くとも焼結時に炭化物が固
体として存在するだけの量は必要であり、例えばＷＣと
Ｃｏを用いた場合、籠とＣｏ の量的割合は前者を重
量で５０９６以上含む必要がある。
族の炭化物としては、Ｔｉｃｓ ＺｒＣｔ ＨｆＣｔ
ＶＣｔ ＮｂＣｔＴａＣ，ＷＣ（ＭｏＷ ） Ｃを用い
ることができる。炭化物とＦｅ ｅ Ｎｌ ｅ Ｃｏ
＊等の触媒金属の割合いは少くとも焼結時に炭化物が固
体として存在するだけの量は必要であり、例えばＷＣと
Ｃｏを用いた場合、籠とＣｏ の量的割合は前者を重
量で５０９６以上含む必要がある。
本発明のダイヤモンド焼結体を製造するには、原料とす
るダイヤモンド粉末と硼素あるいは硼化物およびＦｅｅ
Ｃｏｏ Ｎｉｅ Ｃｒ の触媒金属粉末あるいはこれ
に炭化物を加えた粉末を均一にボールミル等の手段を用
いて混合する。また本発明者等の先願（特願昭５２−５
１８８１ 号）の如く、ボールミル時のポットとボー
ルを混入する炭化物と鉄族金属の焼結体で作成しておき
、ダイヤモンド粉末と硼素あるいは硼化物を混合すると
同時にポットとボールから炭化物と鉄族金属の焼結体の
微細粉末を混入せしめる方法もある。
るダイヤモンド粉末と硼素あるいは硼化物およびＦｅｅ
Ｃｏｏ Ｎｉｅ Ｃｒ の触媒金属粉末あるいはこれ
に炭化物を加えた粉末を均一にボールミル等の手段を用
いて混合する。また本発明者等の先願（特願昭５２−５
１８８１ 号）の如く、ボールミル時のポットとボー
ルを混入する炭化物と鉄族金属の焼結体で作成しておき
、ダイヤモンド粉末と硼素あるいは硼化物を混合すると
同時にポットとボールから炭化物と鉄族金属の焼結体の
微細粉末を混入せしめる方法もある。
混合した粉末を超高圧高温装置に入れ、ダイヤモンドが
安定な条件下で焼結する。このとき使用した触媒金属と
硼素と炭素あるいはこれに炭化物を加えたものの共晶液
相出現温度以上で焼結する必要がある。またダイヤモン
ド粉末と金属硼素あるいは硼化物の混合粉末またはこれ
に炭化物粉末を加えた粉末を超高圧高温装置に入れ、焼
結時に外部よりＦｅｗ Ｎｔｔ Ｃｏｔ Ｃｒ 等の
触媒金属を侵入させてもよい。
安定な条件下で焼結する。このとき使用した触媒金属と
硼素と炭素あるいはこれに炭化物を加えたものの共晶液
相出現温度以上で焼結する必要がある。またダイヤモン
ド粉末と金属硼素あるいは硼化物の混合粉末またはこれ
に炭化物粉末を加えた粉末を超高圧高温装置に入れ、焼
結時に外部よりＦｅｗ Ｎｔｔ Ｃｏｔ Ｃｒ 等の
触媒金属を侵入させてもよい。
本発明の焼結体の用途としては切削工具の他に掘削工具
、ドレッサー及び伸線用ダイスにも使用できる。切削工
具や掘削工具用途として使用する場合、ダイヤモンド焼
結体の靭性を向上させるため超硬合金等の支持体に超高
圧焼結中に接合させることも可能である。また伸線用ダ
イスとして使用する場合、特に高強度の線材を線引きす
るとき焼結ダイヤモンドダイス内面には高圧力が発生す
るが、ダイヤモンド焼結体の外径が小さく肉厚が薄い場
合は伸線中にダイヤモンド焼結体が縦方向に割れること
がある。このような場合はダイヤモンド焼結体の外周を
超硬合金の支持体で包囲してダイヤモンド焼結体の外周
から予圧を加えることにより伸線中の縦割れを防止する
ことが可能である。
、ドレッサー及び伸線用ダイスにも使用できる。切削工
具や掘削工具用途として使用する場合、ダイヤモンド焼
結体の靭性を向上させるため超硬合金等の支持体に超高
圧焼結中に接合させることも可能である。また伸線用ダ
イスとして使用する場合、特に高強度の線材を線引きす
るとき焼結ダイヤモンドダイス内面には高圧力が発生す
るが、ダイヤモンド焼結体の外径が小さく肉厚が薄い場
合は伸線中にダイヤモンド焼結体が縦方向に割れること
がある。このような場合はダイヤモンド焼結体の外周を
超硬合金の支持体で包囲してダイヤモンド焼結体の外周
から予圧を加えることにより伸線中の縦割れを防止する
ことが可能である。
以下実施例により具体的に説明する。
実施例１゜
粒度５〜１２μｍ と粒度２〜６μのダイヤモンド粒子
を２：ｌの割合いで混合した。このダイヤモンド粉末と
Ｃｏ 粉末及び炭化硼素粉末を重量比で９０：９．５：
０．５ に配合した後、Ｍｏ 製の容器につめ超高圧
高温装置を用いて、先ず圧力を５５Ｋｂ 加え引続い
て１４５０℃に加熱して１５分間保持した。
を２：ｌの割合いで混合した。このダイヤモンド粉末と
Ｃｏ 粉末及び炭化硼素粉末を重量比で９０：９．５：
０．５ に配合した後、Ｍｏ 製の容器につめ超高圧
高温装置を用いて、先ず圧力を５５Ｋｂ 加え引続い
て１４５０℃に加熱して１５分間保持した。
この焼結体を取出して組織観察したところダイヤモンド
粒子同志はダイヤモンドスケルトン部を介して、強固に
接合されていた。この焼結体を用いて切削用のバイトを
作成し、ＡＩ！〜２５％Ｓｉ を速度８５０ｍ１分で
９０分間切削した。比較のため炭化硼素を含有しない焼
結体及び同じダイヤモンド粒度のものでＢ原子を均一に
含有したダイヤモンド焼結体も作成し、切削テストした
。切削後のダイヤモンド焼結体の逃げ面摩耗中（Ｖａ
）を測定した結果、本発明焼結体のＶＢは０．０５０＆
ｌｌＬであったのに対し、炭化硼素を含有しない焼結体
のＶＢ は、０．１０７ＩｕＬ、 硼素を均一に含有
したダイヤモンドを用いた焼結体のｖＢは０．０６５１
ｕであった。
粒子同志はダイヤモンドスケルトン部を介して、強固に
接合されていた。この焼結体を用いて切削用のバイトを
作成し、ＡＩ！〜２５％Ｓｉ を速度８５０ｍ１分で
９０分間切削した。比較のため炭化硼素を含有しない焼
結体及び同じダイヤモンド粒度のものでＢ原子を均一に
含有したダイヤモンド焼結体も作成し、切削テストした
。切削後のダイヤモンド焼結体の逃げ面摩耗中（Ｖａ
）を測定した結果、本発明焼結体のＶＢは０．０５０＆
ｌｌＬであったのに対し、炭化硼素を含有しない焼結体
のＶＢ は、０．１０７ＩｕＬ、 硼素を均一に含有
したダイヤモンドを用いた焼結体のｖＢは０．０６５１
ｕであった。
実施例２゜
粒度８０〜１５０μｍのダイヤモンド粉末と炭化硼素粉
末を重量比で９９．９ ： ０．１ の割合いで混合し
た。この混合粉末をＭｏ 製の容器に入れ、この上にＮ
ｉ −Ｃｒ 板を置き１、その容器を超高圧高温装置に
入れ５５Ｋｂ、 １４５０℃で１５分間焼結した。
末を重量比で９９．９ ： ０．１ の割合いで混合し
た。この混合粉末をＭｏ 製の容器に入れ、この上にＮ
ｉ −Ｃｒ 板を置き１、その容器を超高圧高温装置に
入れ５５Ｋｂ、 １４５０℃で１５分間焼結した。
この焼結体を取り出して観察したところ、焼結中にＮｉ
−Ｃｒの液相が混合粉末中に浸入してダイヤモンド粒子
同志を結合させていた。比較のため、粒度８０〜１５０
μｍのダイヤモンド粉末を炭化硼素を用いずにＮｉ−針
で焼結したもの及び同じ粒度で硼素を均一に含有した
ダイヤモンド粒子をＮｉ−Ｃｒ で焼結したものを作
成した。これら焼結体の切削テスト用のバイトを作成す
るため、ワイヤ放電切断機で焼結体を加工しようとした
ところ、本発明の焼結体及び硼素を均一に含有したダイ
ヤモンド粒子の焼結体は加工可能であったが、硼素を含
有しない焼結体の加工は不可能でレーザー加工により切
断した。これらのバイトを用いて外径１００ａｎの安山
岩を速度６０ｍ／分、切り込みＩＩＫ。
−Ｃｒの液相が混合粉末中に浸入してダイヤモンド粒子
同志を結合させていた。比較のため、粒度８０〜１５０
μｍのダイヤモンド粉末を炭化硼素を用いずにＮｉ−針
で焼結したもの及び同じ粒度で硼素を均一に含有した
ダイヤモンド粒子をＮｉ−Ｃｒ で焼結したものを作
成した。これら焼結体の切削テスト用のバイトを作成す
るため、ワイヤ放電切断機で焼結体を加工しようとした
ところ、本発明の焼結体及び硼素を均一に含有したダイ
ヤモンド粒子の焼結体は加工可能であったが、硼素を含
有しない焼結体の加工は不可能でレーザー加工により切
断した。これらのバイトを用いて外径１００ａｎの安山
岩を速度６０ｍ／分、切り込みＩＩＫ。
送りｏ、５ｍｘ／回転、湿式の条件で９０分間切削した
。
。
切削後の逃げ面摩耗中を測定したところ、本発明焼結体
のＶＢは、０．２５ｊＥｊ！であったのに対し、硼素を
均一に含有したダイヤモンド焼結体のｖＢは０．０４５
題、炭化硼素を含有していないダ・イヤモンド焼結体ノ
ｖＢ は０．０６８１ｊＫであった。
のＶＢは、０．２５ｊＥｊ！であったのに対し、硼素を
均一に含有したダイヤモンド焼結体のｖＢは０．０４５
題、炭化硼素を含有していないダ・イヤモンド焼結体ノ
ｖＢ は０．０６８１ｊＫであった。
実施例３゜
粒度８０μｍのダイヤモンド粒子と粒度４θμ のダイ
ヤモンド粒子を４＝１に混合した。この混合粉末と８４
Ｇ粉末及びＣｏ 粉末を重量比で９８：０．５二６．５
に配合し、完成粉末とした。
ヤモンド粒子を４＝１に混合した。この混合粉末と８４
Ｇ粉末及びＣｏ 粉末を重量比で９８：０．５二６．５
に配合し、完成粉末とした。
この完成粉末を実施例１と同様にして超高圧焼結を行っ
た。次にこの焼結体を放電加工機で加工してドレッサー
に仕立てＳｉＣ系の砥石をドレッシングした。比較のた
め市販のドレッサー用途の焼結体についてもテストした
が、本発明の焼結体は２００回ドレッシングして０．０
８ｍ摩耗したのに対し、市販のドレッサー用の焼結体は
０．２ｆＵＩＬ摩耗した。
た。次にこの焼結体を放電加工機で加工してドレッサー
に仕立てＳｉＣ系の砥石をドレッシングした。比較のた
め市販のドレッサー用途の焼結体についてもテストした
が、本発明の焼結体は２００回ドレッシングして０．０
８ｍ摩耗したのに対し、市販のドレッサー用の焼結体は
０．２ｆＵＩＬ摩耗した。
また、本発明焼結体の硼素の存在している個所をＩＭＡ
（イオンマイクロアナライザー）と Ｅ ＰＭＡ（エレ
クトロン、プローブ、マイクロアナライザー）を用いて
調査したところ、硼素はダイヤモンドスケルトン部とダ
イヤモンド粒子の外周部及び結合材部に存在しておりダ
イヤモンド粒子内には含有されていなかった。
（イオンマイクロアナライザー）と Ｅ ＰＭＡ（エレ
クトロン、プローブ、マイクロアナライザー）を用いて
調査したところ、硼素はダイヤモンドスケルトン部とダ
イヤモンド粒子の外周部及び結合材部に存在しておりダ
イヤモンド粒子内には含有されていなかった。
実施倒毛
第１表に示す完成粉末を作成した。この混合粉末を実施
例の１と同様にして超高圧焼結した。次第 １ 表 にこれらの焼結体を加工して切削工具用のバイトを作成
し、コージライトを一度８０−／分、切込みＱ、５ ＃
ＩｊｌＬ 、送りＱ、３ｍ／回転、湿式で８０分間切削
した。
例の１と同様にして超高圧焼結した。次第 １ 表 にこれらの焼結体を加工して切削工具用のバイトを作成
し、コージライトを一度８０−／分、切込みＱ、５ ＃
ＩｊｌＬ 、送りＱ、３ｍ／回転、湿式で８０分間切削
した。
この結果も合わせて表１に記す。
実施例５゜
０−１μダイヤモンド粒子と、８４Ｃ粉末を重量比で９
７＝３配合し、ＷＣ−Ｃｏのポットとポールを用いて、
ボールミル混合した。混合後の粉末を分析したところ、
ダイヤモンド： Ｂ４Ｃ： ＷＣ： Ｃｏは重量比で８
７．８ ： ２．７ ： ８ ： ２であった。この粉
末と粒度２０〜８０μのダイヤモンドを１＝４の割合い
で混合し、超硬合金より成る容器に充てんした後、Ｃｏ
板を置き、超高圧高温装置内で焼結した。
７＝３配合し、ＷＣ−Ｃｏのポットとポールを用いて、
ボールミル混合した。混合後の粉末を分析したところ、
ダイヤモンド： Ｂ４Ｃ： ＷＣ： Ｃｏは重量比で８
７．８ ： ２．７ ： ８ ： ２であった。この粉
末と粒度２０〜８０μのダイヤモンドを１＝４の割合い
で混合し、超硬合金より成る容器に充てんした後、Ｃｏ
板を置き、超高圧高温装置内で焼結した。
この焼結体を穴径０．１７５ｍｍのダイスに加工し、真
ちゅうメッキされた鋼線（スチールコード）を速度１０
００ｍ／分で伸線した。比較のため市販の粒度２０〜３
０μのダイヤモンド焼結体のダイスも作成し同時にテス
トした。
ちゅうメッキされた鋼線（スチールコード）を速度１０
００ｍ／分で伸線した。比較のため市販の粒度２０〜３
０μのダイヤモンド焼結体のダイスも作成し同時にテス
トした。
本発明の焼結体は２．８ｔ 伸線できたのに対し、市販
の焼結体は０．９ｔＬか伸線できなかった。
の焼結体は０．９ｔＬか伸線できなかった。
手続補正書
特許庁長官 若杉和夫 殿
１、事件の表示
昭和５７年特許願 第８０７８９ 号２、発明の名称
工具用ダイヤモンド焼結体及びその製造方法８、補正を
する者 事件との関係 特許出願人 住所 大阪市東区北浜５丁目１５番地名称（２１
３’）住友電気工業株式会社社長 用上哲部 ４、代理人 住所 大阪市此花区島屋１丁目１番８号住友電
気工業株式会社内 ） ６、補正の対象 明細書中発明の詳細な説明の欄 ７、補正の内容 （１）明細書第７頁１行目、 「（研削加工のみならず）」を「研削加工のみならず」
に訂正する。
する者 事件との関係 特許出願人 住所 大阪市東区北浜５丁目１５番地名称（２１
３’）住友電気工業株式会社社長 用上哲部 ４、代理人 住所 大阪市此花区島屋１丁目１番８号住友電
気工業株式会社内 ） ６、補正の対象 明細書中発明の詳細な説明の欄 ７、補正の内容 （１）明細書第７頁１行目、 「（研削加工のみならず）」を「研削加工のみならず」
に訂正する。
（２）同書第１７頁１６行目、
Ｉ Ｏ，０４５ｊをｒ Ｏ，４５Ｊに訂正する。
（３）同書同頁１８行目、
ｒ Ｏ，０６３Ｊをｒ Ｏ，６３ｊに訂正する。
（４）同書第１９頁第１表を別紙の通り訂正する。
Claims (9)
- （１）粒度５００μｍ以下のダイヤモンド粒子が重量で
７０〜９５９６と０．００５〜１．０％の炭化硼素の一
部または全部が分解して生じた硼素を含有し、残部がＦ
ｅｅＮｔ Ｃｏ＋Ｃｒの一種または二種以上の合金より
成り、炭化硼素の一部または全部が分解して生じた硼素
がダイヤモンド粒子同志の結合部及びダイヤモンド粒子
の外周部に存在することを特徴とする工具用ダイヤモン
ド焼結体。 - （２）ダイヤモンド粒子の粒度が２〜５００μｍである
特許請求の範囲第一項記載の工具用ダイヤモンド焼結体
。 - （３）粒度５００μｍ以下のダイヤモンド粒子が重量で
７０〜９５％と０．００５〜１．０９６の炭化硼素の一
部または全部が分解して生じた硼素を含有し、残部が粒
度１μｍ以下の周期律表第４ａｅ ５ａｅ ６ａ 族の
炭化物とＦｅｅ Ｎｉｐ Ｃｏｅ Ｃｒ の一種また
は二種以上の合金より成り、炭化硼素の一部または全部
が分解して生じた硼素がダイヤモンド粒子同志の結合部
及びダイヤモンド粒子の外周部に存在することを特徴と
する工具用ダイヤモンド焼結体。 - （４）ダイヤモンド粒子の粒度が２〜５００μｍである
特許請求の範囲第８項記載の工具用ダイヤモンド焼結体
。 - （５）ｍ度５００μｍ以下のダイヤモンド粒子と炭化硼
素粉末を混合し、この混合粉末の上に−ＦＡ ＋Ｎ１Ｊ
Ｃｏ＊Ｃｒの一種または二種以上の合金板を載置した後
、固体圧力媒体を用いた超高圧高温装置を使用してダイ
ヤモンドが安定な高温高圧下でＦｅｅ Ｎｉｓ Ｃｏａ
Ｃｒの一種または二種以上の合金の液相をダイヤモンド
粒子間に浸入させることによりダイヤモンド粒子を焼結
せしめることを特徴とする５００μｍ 以下のダイヤモ
ンド粒子か重量で７０〜９５９６と０．００５〜１９６
の炭化硼素の一部または全部が分解して生じた硼素を含
有し、残部がＦｅｅ Ｎｉｐ Ｃｏｔ Ｃｒ の一種
もしくは二種以上の合金より成り、炭化硼素の一部また
は全部が分解して生じた硼素がダイヤモンド粒子同志の
結合部及びダイヤモンド粒子の外周部に存在する工具用
ダイヤモンド焼結体の製造方法。 - （６）粒度５００μｍ以下のダイヤモンド粒子、炭化硼
素粉末、及びＦｅ＋ Ｎｔｓ Ｃｏｏ Ｃｒ の一種
または二種以上の合金粉末を混合し、この混合粉末を固
体圧力媒体を用いた超高圧高温装置を使用してダイヤモ
ンドが安定な高温高圧下で焼結せしめることを特徴とす
る５００μｍ以下のダイヤモンド粒子が重量で７０−９
５％と０．００５〜１．０９６の炭化硼素の一部または
全部が分解して生じた硼素を含有し、残部がＦｅｅ Ｎ
ｉ、Ｃｏｗ Ｃｒ の一種もしくは二種以上の合金よ
り成り、炭化硼素の一部または全部が分解して生じた硼
素がダイヤモンド粒子同志の結合部及びダイヤモンド粒
子の外周部に存在する工具用ダイヤモンド焼結体の製造
方法。 - （７）ダイヤモンドの粒度が２．〜５００μｍである特
許請求の範囲第５．６項記載の工具用ダイヤモンド焼結
体の製造方法。 - （８）粒度５００μｍ 以下のダイヤモンド粒子と炭化
硼素粉末および周期律表第４ａ ＃ ５ａ ＃ ６ａ
族の炭化物粉末を混合し、この混合粉末の上にＦｅｗ
Ｎｔｓ Ｃｏ５Ｃｒ の一種または二種以上の合金板
を載置した後、固体圧力媒体を用いた超高圧、高温装置
を使用して、ダイヤモンドが安定な高温高圧下でＦｅ＊
Ｎ１５Ｃｏｏ Ｃｒ の一種または二種以上の合金の
液相をダイヤモンド粒子間に浸入させることによりダイ
ヤモンド粒子を焼結せしめることを特徴とする５００μ
ｍ以下のダイヤモンド粒子が重量で７０〜９５％と０．
００５〜１％の炭化硼素の一部または全部が分解して生
じた硼素を含有し、残部が粒度１μｍ以下の周期律表第
４ａｅ５ａ＋６ａ 族の炭化物とＦｅ ＋Ｎｉ ｅＣｏ
ｔ Ｃｒ の一種または二種以上の合金より成り、炭
化硼素の一部または全部が分解して生じた硼素がダイヤ
モンド粒子同志の結合部及びダイヤモンド粒子の外周部
に存在する工具用ダイヤモンド焼結体の製造方法。 - （９）粒度５００μｍ以下のダイヤモンド粒子炭化硼素
粉末、周期律表第４ａｓ５ａ＋６ａ 族の炭化物粉末及
びＦｅｅ Ｎｔｓ Ｃｏｏ Ｃｒ の一種または二種
以上の合金粉末を混合し、この混合粉末を固体圧力媒体
を用いた超高圧高温装置を使用してダイヤモンドが安、
定な高温高圧下で焼結せしめることを特徴とする５００
μｍ 以下のダイヤモンド粒子が重量で７０〜９５％と
０．００５〜１％の炭化硼素の一部または全部が分解し
て生じた硼素を含有し、残部が粒度１μｍ以下の周期律
表第４ａ＋ ５ａ＊ ６ａ 族の炭化物及びＦｅ＋Ｎｉ
＊ Ｃｏｏ Ｃｒ の一種または二種以上の合金より
成り、炭化硼素の一部または全部が分解して生じた硼素
がダイヤモンド粒子同志の結合部及びダイヤモンド粒子
の外周部に存在することを特徴とする工具用ダイヤモン
ド焼結体の製造方法。 ＧＯダイヤモンド粒度が２〜５００μｍである特許請求
の範囲第８．９項記載の工具用ダイヤモンド焼結体の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57080789A JPS58199777A (ja) | 1982-05-12 | 1982-05-12 | 工具用ダイヤモンド焼結体及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57080789A JPS58199777A (ja) | 1982-05-12 | 1982-05-12 | 工具用ダイヤモンド焼結体及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58199777A true JPS58199777A (ja) | 1983-11-21 |
| JPH0525935B2 JPH0525935B2 (ja) | 1993-04-14 |
Family
ID=13728214
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57080789A Granted JPS58199777A (ja) | 1982-05-12 | 1982-05-12 | 工具用ダイヤモンド焼結体及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58199777A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6342301B1 (en) | 1998-07-31 | 2002-01-29 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Diamond sintered compact and a process for the production of the same |
| WO2022114192A1 (ja) | 2020-11-30 | 2022-06-02 | 住友電工ハードメタル株式会社 | 焼結体及び切削工具 |
-
1982
- 1982-05-12 JP JP57080789A patent/JPS58199777A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6342301B1 (en) | 1998-07-31 | 2002-01-29 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Diamond sintered compact and a process for the production of the same |
| WO2022114192A1 (ja) | 2020-11-30 | 2022-06-02 | 住友電工ハードメタル株式会社 | 焼結体及び切削工具 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0525935B2 (ja) | 1993-04-14 |
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