JPS61136605A - 超硬質材料と金属材との接合方法 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明はダイヤモンド又は立方晶窒化硼素のような超硬
質材料をそのシャンクとな、る工具鋼等の金属材に強固
に接合するに好適な超硬質材料と金属材との接合方法に
関するものである。

（従来の技術） ダイヤモンド又は立方晶窒化硼素のような超硬質材料を
金属材に接合するにはＡＵ−７８％　Ａｕ−Ｎ　ｂ　、
　Ａ　ｇ　−Ｃｕ　−Ｔ　Ｉ　ＳＡ　ｇ　−Ｔ　Ｉ等の
合金からなるろう接剤を使用する方法が一般的である（
例えば、フランス特許第１３３２４２３号明細口、米国
特許第３１９２６２０号明細書、特公昭５Ｂ−４４６３
５号公報）、ところが、上記のようなろう接剤を用いて
超硬質材料と金属材とを接合するには接合部分を８００
℃以上の高温に加熱しなければならぬため脆性材料であ
る超硬質材料中に熱応力によってクラックを発生させ易
く、また超硬質材料の寿命を短縮化させ易い欠点があっ
た。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は上記のような従来の問題点を解決し、従来のろ
う接剤を使用した場合よりも低温で超硬質材料を金属材
に強固に接合することができる方法を目的として完成さ
れたものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明はダイヤモンド又は立方晶窒化硼素等の超硬質材
料と金属材との間に、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｚ「、Ｍｎ、Ｍｏ、
Ｗのグルー゛プから選択された１種又。

は２種以上の粉末ｒ３〜３０％（重量％、以下同じ）と
、Ｓｎ粉末５〜２０９４と、残部を占めるＣｕ粉末及び
必要に応じて添加される付加的な金属粉末とを圧粉成形
してなる混合圧粉体を挟み、真空中で加、熱して液相化
させたのち加圧することを特徴と゛するものである。

本発明において用いられる混合圧粉体は各成分金属を５
〜１００μｍの粒度の粉末としたうえ圧粉成形により任
意の形状に成形してなるもので、Ｃｕを主成分とし５〜
２０％のＳｎを副成分とすることにより接合時の液相化
開始温度をＳｎの融点である３３２℃付近まで引下げ、
低温におけるろう接を可能としたものであるａ　Ｓ　ｎ
はこのように本発明において重要な役割を果たすもので
あるが、５％未満では上記の効果を十分に発揮させるこ
とができず、逆に２０％を越えると他の成分金属との関
係上十分な接合力を得ることができないｍ　Ｔｔ、Ｃｒ
、Ｚｒ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｗはいずれもダイヤモンド及び立
方晶窒硼素に対して高度の接着性を示す金属であり、こ
れらのグループから選択された１種又は２種以上の粉末
を上記のＣｕ　−３ｎ系の粉末中に３〜３０％混入させ
ることにより、低温で強い接合力を生じさせることが可
能となる。これらの粉末は金属粉末あるいは金属化合物
の粉末の形で混入されるもので、３％未満では十分な接
合力を生じさせることができず、３０％を越えると混合
圧粉体の液相化温度を上昇させて本発明の目的を達成す
ることができなくなる。このほか、付加的な金属粉末と
してＡｇ、Ｚｎ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｂのうち１種又は２
種以上の粉末が必要に応じて混合される。Ａｇは超硬質
材料と液相化した混合圧粉体との結合を活性化させる触
媒として作用し接合力向上に有益なものであり、Ｚｎは
液相化温度の引下げに寄与する。また、■、Ｎｂ、Ｔａ
、ＢはいずれもＡｇと同様に触媒として作用して接合力
向上に有益なもので、これらの付加的な金属粉末は他の
成分とのバランス上からｏ、ｏｔ　−ｉ、ｏ％の範囲で
添加される。このような成分からなる混合１圧粉体は任
意の形状に圧粉成形されたうえで超硬質材料と金属材と
の間に挟まれ、１０−”１０−’Ｔｏｒｒの真空中で７
００〜７５０℃に加熱される。この結果混合圧粉体は液
相化するので、１Ｇ−１００ｋｇ／−程度の圧力で加圧
すれば液相は真空中において空気その他のガス成分によ
り妨害されることなく超硬質材料及び金属材とよく濡れ
、両者は強固に接合される。

（実施例） 次に本発明の好ましい実施例を示す。

実施例１ Ｓｎ粉末１０％、Ｔｉ粉末５％、Ｃｕ粉末８５％を混合
したうえ直径３ｆｉ高さ０．８鶴の円板状に圧粉成形し
て混合圧粉体を作成し、これを直径３■長さ５ｆｉのダ
イヤモンド焼結体からなる超硬質材料と直径３ｆｉ長さ
５０饋の工具鋼との間に挟んでホットプレス炉内にセン
トした０次に炉内を真空ポンプで１０−　’　〜１０−
　’Ｔｏｒｒの真空となし、２０℃／１１１ｎの昇熱速
度で７５０℃まで加熱し１０分間保持して混合圧粉体の
液相化を進行させた後に５０ｋｇ／ｌｄの圧力で加圧し
、冷却した。この結果、ダイヤモンド焼結体からなる超
硬質材料と金属材とは強固に接合し、超硬質材料にクラ
ンクが生ずることなく、またダイヤモンド焼結体に劣化
を生ずることもなかった。

実施例２ Ｓｕ粉末２０％、Ｔｉ粉末１０％、Ｃｕ粉末７゜０％を
混合したうえ５Ｘ５Ｘ０．８ｆｉの板状に圧粉成形し、
得られた混合圧粉体を５　Ｘ　５　Ｘ　２０　鰭の工具
鋼と１カラツトの工業用ダイヤモンド単結晶との間に挟
み、実施例１と同様に７００℃で両者を接合させた。接
合は強固でクラック等の欠陥は皆無であった。

実施例３ Ｓｎ粉末１５％、Ｔｉ粉末５％、Ｗ粉末５％、Ｃｕ粉末
７５％の混合物に付加的な金属粉末として０．５％のＡ
ｇを外分比で加え圧粉成形した混合圧粉体を用いて立方
晶窒化硼素からなる直径５璽璽長さ５１の超硬質材料と
超硬合金製のシャンクとの接合を行った。接合方法は実
施例１と同様であり、７２０℃で強固な接合が得られた
。

（発明の効果） 本発明は以上の説′明からも明らかなように、超硬質材
料と金属材とを従来のろう接剤を用いた場合よりもかな
り低温で強固に接合することができ、接合部に熱応力に
よるクラフクや性能劣化が生ずることを防止することが
できる。また、本発明は混゛合圧粉体を用いるので接合
部の形状に応じて通切な接合を行うことができるうえ、
金属粉を混合圧粉体とすることにより成分を相手材に応
じて自由に変化させても常に円滑に液相化を進行させる
ことができる利点をも有するものであるから、従来の問
題点を解消したものとして産業の発展に寄与するところ
は大である。

Ｏｃ−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ダイヤモンド又は立方晶窒化硼素等の超硬質材料と
   金属材との間に、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｗの
   グループから選択された１種又は２種以上の粉末３〜３
   ０％（重量％、以下同じ）と、Ｓｎ粉末５〜２０％と、
   残部を占めるＣｕ粉末及び必要に応じて添加される付加
   的な金属粉末とを圧粉成形してなる混合圧粉体を挟み、
   真空中で加熱して液相化させたのち加圧することを特徴
   とする超硬質材料と金属材との接合方法。 ２、付加的な金属粉末としてＡｇ、Ｚｎ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔ
   ａ、Ｂのうち１種又２種以上の粉末が添加される特許請
   求の範囲第１項記載の超硬質材料と金属材との接合方法
   。