JP2001179517A - Diamond drill and method of manufacturing the same - Google Patents

Diamond drill and method of manufacturing the same

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JP2001179517A JP36864799A JP36864799A JP2001179517A JP 2001179517 A JP2001179517 A JP 2001179517A JP 36864799 A JP36864799 A JP 36864799A JP 36864799 A JP36864799 A JP 36864799A JP 2001179517 A JP2001179517 A JP 2001179517A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a long diamond drill as a precision cutting tool used in the boring technique of minimum diameter, capable of forming a deep bore of minimum diameter of above 10 mm onto a hard material difficult in working such as a hard metal material, a silicon monocrystalline material and a ceramics material.
SOLUTION: A diamond powder green compact is laminated on a green compact base material of a hard metal material, and treated under high temperature and high pressure to manufacture a hard metal integrally sintered- polycrystalline diamond board, and the board is cut in lattice as the cutting-out work of the material from the obtained integrally sintered-board in a state that the board is cut in the thickness direction with an arbitrary inclination angle of θ=30°-85° in the cutter inserting direction in one of the X.Y axial direction of at least the polycrystalline sintered-diamond board surface, whereby obtaining a long diamond drill shaped-blank having a pair of cutting faces opposite to each other and completing the top solid diamond drill by using this long rod-shaped worked blank material.
COPYRIGHT: (C)2001,JPO

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【産業上の利用分野】本発明は、極小径の孔加工技術に用いられる精密切削工具に関するもので、詳しくは、超硬材料、シリコン単結晶材料、及びセラミックス材料などの難加工硬質材料に、極小径の深孔の孔明け加工を施すためのトップソリッド型のダイヤモンドドリルに関するものである。 BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a precision cutting tools for use in very small hole processing technology, particularly, superhard material, the silicon single crystal material, and the hard-to-work hard material such as a ceramic material, it relates Top-solid diamond drill for the pole subjected to drilling of small-diameter deep hole.

【0002】 [0002]

【従来の技術および課題】従来、この種の硬質材料用切削工具には、金属加工においては、一般的な螺旋溝を有する金属素材からなるドリル母材の刃部領域表面等に、 BACKGROUND OF THE INVENTION Conventionally, this kind of hard material for a cutting tool, in metal processing, general cutting area surface of the drill base material made of a metal material or the like having a helical groove,
TiC、TiN等のチタン系炭化物・窒化物、及びDLC TiC, a titanium carbide-nitrides such TiN, and DLC
(ダイヤモンドライクカーボン)の硬質皮膜をイオンプレーティング等の成膜方法により形成させたもの、あるいはガラス・セラミックス等の加工においては、ダイヤモンド砥粒を金属素材工具表面に電着塗布、又はダイヤモンド砥粒を金属工具表面に樹脂等で焼き固め、砥石部分を形成したダイヤモンド工具(以下、ダイヤモンド砥粒を金属工具表面に固着したものをダイヤモンド工具という)などが挙げられる。 Things hard coating (DLC) was formed by a deposition method such as ion plating, or in the processing of glass-ceramics, electrodeposition coating the diamond abrasive grains in the metal material tool surface, or diamond abrasive grains the baked with resin or the like on a metal tool surface, the diamond tool to form a grinding wheel portion (hereinafter, those diamond grains fixed to a metal tool surface that diamond tools), and the like.

【0003】これら各種切削工具に求められる共通した課題は、第一に耐摩耗性を改善すること、つまり先端部のライフサイクルの長寿命化を狙う傾向にある。 [0003] common problems required for these various cutting tools, to improve wear resistance First, i.e. tend to aim to extend the life of the life cycle of the tip. その目的で改良された最も代表的ものは、被加工物の材質を選ばずに多種多様な用途に用いることができる「ダイヤモンドドリル」である。 Its purpose most representative ones and improved is the "diamond drill" that can be used in a wide variety of applications without selecting the material of the workpiece.

【0004】これは金属素材からなるドリル母材の切削工具刃先部分に、多結晶ダイヤモンドの焼結体チップを取り付けてドリル形状として用いている。 [0004] This is the cutting tool edge portion of the drill base material made of a metal material, is used as a drill-shaped attaching a sintered body insert of the polycrystalline diamond. これにより多結晶焼結ダイヤモンドが有する硬度、耐摩耗性、熱伝導性などの優れた諸特性により、シリコン、カーボン、セラミックス等の孔加工用切削工具として前記多結晶焼結ダイヤモンドを用いたダイヤモンドドリルが注目されている。 Thereby the hardness with the polycrystalline sintered diamond, the abrasion resistance, the excellent properties such as thermal conductivity, silicon, carbon, diamond drill using the polycrystalline sintered diamond as a hole machining cutting tools such as ceramics There has been attracting attention.

【0005】一般的に、上記ダイヤモンドドリルは、切削工具として以前よりアルミなどの軽合金の孔加工ばかりではなく、ガラス,エポキシ樹脂などの複合材料、及びプリント基板等の細孔加工にも効果的であることが知られており、また超硬合金、サファイヤ単結晶、ジルコニアセラミックス等の難加工材への孔加工用途として専用に開発され、いわゆる、先端部に多結晶焼結ダイヤモンドの焼結体チップが付いた「トップソリッド・ダイヤモンドドリル」が除々に実用化され、現在使用されている。 [0005] In general, the diamond drill is not only hole machining of light alloy such as aluminum than before as a cutting tool, glass, composite materials such as epoxy resins, and also effective pore processing such as a printed circuit board and it is known in and cemented carbide, sapphire single crystals are developed exclusively as hole processing application to hard materials such as zirconia ceramics, so-called, a sintered body of polycrystalline sintered diamond tip chip has been put to practical use in the "top solid diamond drill" is gradually marked with, it is currently being used.

【0006】さらに最近では、半導体製造プロセスに用いられるエッチング装置に必要不可欠な超精密部品のマイクロ加工技術の需要に伴って、より高精度で高速、かつ長寿命の極細径孔明け用ドリルの要望が高まり、前記エッチング装置のシリコン電極板部品などの難加工材に対しても、応用されつつある。 [0006] More recently, with the micro-processing technology demand for essential ultra precision components in the etching apparatus used in semiconductor manufacturing process, a high speed with higher accuracy, and demand for very small diameter drilling drill long life is increased, even for hard materials such as silicon electrode plate parts of the etching apparatus, it is being applied.

【0007】しかし現状では、例えばシリコン電極板等の基板板厚が10mm以上の難加工材料になると、図8に示す現在市販されているシャンク付のトップソリッド・ダイヤモンドドリルのように、切削加工する主軸工具側のドリル長(孔明け研削有効部分のL寸法)が短く、長さが足りなくなり、深孔加工寸法には限界が生じてくる。 However at present, for example when the substrate thickness, such as a silicon electrode plate is equal to or higher than the hard-to-work material 10 mm, as a top solid diamond drill with shank currently on the market shown in FIG. 8, cutting drill length of the spindle tool side (drilling grinding the effective portion of the L dimension) is short, no longer have enough length, limit arise in deep hole processing dimensions.

【0008】特に孔径がφ0.30mm〜φ0.60mm程度のトップソリッド・ダイヤモンドドリルでは、多結晶焼結ダイヤモンドの製造工程において、現在の超硬合金基材との一体焼結の技術水準からは、ドリル長のL寸法は焼結ダイヤモンド81部分と基材金属部82を含めても約7mmの長さが限界とされていた。 [0008] In particular, a pore size of the top solid diamond drill of about φ0.30mm~φ0.60mm is, in the manufacturing process of polycrystalline sintered diamond, from the state of the art of integrated sintering of the current of the cemented carbide substrate, L dimension of the drill length is a length of about 7mm be included sintered diamond 81 portion and the base metal portion 82 has been the limit.

【0009】 [0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記極細深孔加工用のダイヤモンドドリルの問題及び従来技術での課題に対し、超硬合金素材の圧粉体基材上に、ダイヤモンドパウダー圧粉体を積層し、これを高温高圧下で処理して超硬合金一体焼結型の多結晶ダイヤモンド基板を製作し、この形成された前記一体焼結基板からの材料取りとして、基板を格子状に切断する際に、少なくとも多結晶焼結ダイヤモンド基板表面のX・Y軸方向のどちらか一方に、入刀方向にθ=30°〜85°の任意の傾斜角度を持たせて厚み方向を斜め切断することにより、対向する一対の切断面が平行となる細長棒状のダイヤモンドドリル成形ブランクを得て、この細長棒状の加工ブランク材料を用いてドリル長(L寸法)が7mm以上の細長ロングタイプのトップソリッド The present invention SUMMARY OF], compared challenge problem and the prior art diamond drill for machining the ultrafine deep hole, on green compact cemented carbide substrate material, diamond powder dust body was stacked, which was treated under high temperature and high pressure to manufacture a polycrystalline diamond substrate of the cemented carbide sintered integrally mold, as the material up from the formed the integral sintered substrate, the substrate in a grid in cutting, to either at least the polycrystalline sintered diamond substrate surface X · Y-axis direction, a thickness direction to have any inclination angle of θ = 30 ° ~85 ° to Nyukatana direction obliquely cut by, with the elongated bar-shaped diamond drill molded blank pair of cutting surfaces facing are parallel, top drill length (L dimension) of more than 7mm elongated long type using the processing blank material of the elongated rod-like solid ダイヤモンドドリルを製造するものである。 It is intended to produce a diamond drill.

【0010】この時、超硬合金との一体焼結による多結晶ダイヤモンドの製造工程により得られる基板を格子状に切断する際、切断入刀方向に傾斜角度を持たせて厚み方向を斜め切断することが、最終的にドリル長(L寸法)を決定することとなる。 [0010] At this time, a substrate obtained by the manufacturing process of the polycrystalline diamond by integrally sintering a cemented carbide when cutting in a grid pattern, to have a tilt angle to the cutting Nyukatana direction in the thickness direction obliquely cut it is, thus determining final drilling length (L dimension). つまり、前記焼結された素材基板をただ単に基板平面に対し垂直方向に切断するのではなく、少なくとも基板表面のX・Y軸方向のどちらか一方に、基板平面に対し入刀角度としてθ=30°〜85 That is, instead of cutting in the direction perpendicular to the material substrate which is the sintered simply board plane, in either the X · Y-axis direction of at least a substrate surface, theta as Nyukatana angle to the substrate plane = 30 ° ~85
°の任意の傾斜角度を持たせて、厚み方向を斜め切断することにより、仮に基板の厚みをtとした時、ドリル長(L寸法)は、L=t/Cosθの細長棒状ダイヤモンドドリル成形体ブランクを得ることができる。 Made to have any angle of inclination of °, by the thickness direction obliquely cut, if the case that the thickness of the substrate was set to t, a drill length (L dimension), elongated rod-shaped diamond drill molding of L = t / Cos? it is possible to obtain the blank.

【0011】但し、傾斜角がθ=30°以下である場合は、斜め切断によるドリル長(L寸法)に対する寄与効果がほとんど期待できず、またθ=85°以上になると、 [0011] However, when the inclination angle is less than theta = 30 ° can not expect little contribution effect of the drill length (L dimension) due to the oblique cut, also becomes a theta = 85 ° or more,
極細径の直径φ0.3mmの超硬合金の切削工具としての材質強度が不足する恐れがあるため、好ましくない。 Since the material strength as a cutting tool of the cemented carbide pole thin diameter φ0.3mm may be insufficient, which is not preferable.

【0012】前記のドリル成形体ブランクを二次加工することにより、多結晶焼結ダイヤモンドを先端に有する細棒状ドリルの外観形状が、例えば例として、ドリル先端部に角錐状又は多段の先端角を持たせた略砲弾型角錐形状で、かつ一体焼結の金属基材が細長の三角柱以上の多角柱であるものや、また別の例としては螺旋状の溝部とランド部、及びねじれ角を有する円筒側面溝付のドリル形状で、かつ先端刃先部が先端角を有するストレート又はアンダーカットタイプ形状等に加工された焼結ダイヤモンドチップを先端に有するものや、また他の別の例として螺旋状の溝部とランド部、及びねじれ角を有する円筒溝付のドリル形状で、かつ先端刃先部が円錐状又は多段の先端角を持たせた略砲弾型円錐形状に加工された焼結ダイヤモンド [0012] By processing the secondary drill shaped body blank of the appearance shape of the thin rod-shaped drill with a polycrystalline sintered diamond tip, for example, as an example, a pyramidal or multi point angle of the drill point in providing a substantially shell type pyramid was, and has integral sintering of the metal substrate is intended or a polygonal column above triangular elongated as another example helical groove and land portions, and a twist angle drill shape with cylindrical side surface groove, and the tip edge portion is spiral another example those having a sintered diamond tip that has been processed to a straight or undercut type shape at the tip and, also other having a tip angle groove and the land portion, and the sintered diamond drill shape of cylindrical groove, and the tip edge portion is machined into a substantially bullet-shaped conical shape which gave the tip angle of the conical or multi-stage having a twist angle ップを先端に有するものなどの、これら細長ロングタイプのトップソリッド・ダイヤモンドドリルが容易に製造できる。 Such as those having a-up to the tip, these elongated long type of top solid diamond drill can be easily manufactured.

【0013】また、前記多結晶焼結ダイヤモンド材料の代わりに、超硬合金と一体焼結する硬質素材として多結晶キュービック・ボロン・ナイトライド(PCBN焼結体)を用いて、同様なトップソリッドの孔明け用ドリルを作成してもよく、また本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、一体焼結に適した超硬合金等の基材組成を変えて組み合わせてもよい。 [0013] In addition, said instead of the polycrystalline sintered diamond material, as hard material for cemented carbide and sintered integrally using a polycrystalline cubic boron nitride (PCBN sintered body), similar to the top solid may create a drill drilling, also within the scope not departing from the gist of the present invention may be combined with different substrate composition of the cemented carbide or the like that are suitable for integrally sintering.

【0014】 [0014]

【実施例1】以下、本発明の製造工程の一実施例について、図面を参照しながら説明する。 EXAMPLE 1 Hereinafter, an embodiment of a manufacturing process of the present invention will be described with reference to the drawings. 図5(a)に示す円盤状のものは、超硬合金一体焼結により得られた多結晶焼結ダイヤモンド基板であり、超硬合金素材(WC)の圧粉体基材上にダイヤモンドパウダー圧粉体を積層し、 FIGS. 5 (a) to that disk-shaped indicating is polycrystalline sintered diamond substrate obtained by the cemented carbide sintered integrally, diamond powder pressure on a compact substrate of cemented carbide material (WC) powder was laminated,
これを高温高圧下で処理して一体焼結素材基板50を得る。 This obtain a sintered material substrate 50 integrally treated at high temperature and high pressure. この形成された一体焼結素材基板50の大きさは、外径約φ60mm、厚み方向は焼結ダイヤモンド層51と超硬合金層52を合わせて約7mm厚である。 The size of the integral sintered material substrate 50 which the formed has an outer diameter of about 60 mm, the thickness direction is about 7mm thick combined cemented carbide layer 52 and the sintered diamond layer 51.

【0015】次に、図5(b)に示すように、前記一体焼結素材基板50を細棒状ドリルの材料取りのため、細かく格子状に切断する。 [0015] Next, as shown in FIG. 5 (b), since the integral sintered material substrate 50 material up fine rod-like drill, cut into fine grid pattern. この時、少なくとも多結晶焼結ダイヤモンド基板表面のX・Y軸方向のどちらか一方に、 At this time, to either of the X · Y-axis direction of at least polycrystalline sintered diamond substrate surface,
入刀角度θ=30°〜85°の任意の傾斜角度θを持たせて厚み方向を斜めに切断する。 Nyukatana angle theta = 30 ° to have a 85 arbitrary inclination angle of ° theta cutting the thickness direction diagonally.

【0016】これにより同図(c)のように一本一本に分け、同図(d)に示すような細棒形状である、対向する一対の切断面が平行となる細長棒状のダイヤモンドドリル成形ブランク105が得られる。 [0016] Thus divided into one by one as in FIG. (C), the a thin rod shape as shown in FIG. (D), an elongated rod-shaped diamond drill in which a pair of cut surfaces facing are parallel molding blank 105 can be obtained.

【0017】さらに詳細に説明すると、例えば図6に示すように、基板の板厚が約t=7mmで、前記切断の入刀傾斜角をθ=55°とした場合は、ドリル成形ブランク10 [0017] In more detail, for example, as shown in FIG. 6, the thickness of the substrate is at about t = 7 mm, if the Nyukatana inclination angle of the cutting was theta = 55 °, the drill forming the blank 10
6として有効なドリル長(L寸法)は、切断ロスを含めてもL=約12mmとなり、また同様に仮に傾斜角をθ=70 Effective drill length as 6 (L dimension), also L = about 12mm becomes including cutting losses and the assumed inclination angle similar theta = 70
°とした場合には、L=約20mmとなり、従来のドリル長(L寸法)の限界長さの3倍近いロングサイズの成形ブランク取りが可能となる。 When a ° is, L = about 20mm, and the molded blank up limit length of nearly three times the long size of a conventional drill length (L dimension) can be performed.

【0018】次に、この細長棒状のドリル成形ブランクを用いて、四角柱タイプのダイヤモンドドリルを製作する一例を示す。 Next, with reference to the elongated bar-shaped drill molded blanks, an example of fabricating a diamond drill quadrangular prism type. まず前記切断した細長棒状のドリル成形ブランクを、正四角柱となる各側面の寸法形状に研削・ First elongated bar-shaped drill molded blanks the cutting, the dimensions of each side as a square prism grinding and
研磨加工により整え、さらに多結晶焼結ダイヤモンド側の先端部を、図1に示す多段の先端角を有する略砲弾形状に加工し、ダイヤモンドドリル主軸部分10を作成する。 Trimmed by polishing, further the leading end of a polycrystalline sintered diamond side and processed in a substantially shell-shaped with a multi-stage point angle shown in FIG. 1, to create a diamond drill spindle portion 10.

【0019】これを円筒状の金属シャンク5端部にロー付け固定することにより、図2に示す外観形状の、ドリル長(L寸法)が約20mmの細長ロングサイズのトップソリッドのダイヤモンドドリル20が完成する。 [0019] By this is brazing secured to cylindrical metal shank 5 end, appearance shape shown in FIG. 2, the drill length (L dimension) diamond drill 20 of the top solid elongated long size about 20mm is completed to.

【0020】なお、ここで示す図1は、本発明の一実施例におけるダイヤモンドドリルの刃先端部分の拡大斜視図であり、1は多結晶焼結ダイヤモンド部分、2は角柱ドリル主要部の金属基材となる超硬合金(タングステンカーバイト:WC)部分、また3は一体焼結による接合部境界線、4はドリル先端の切れ刃部となる多段の先端角を配した略砲弾型角錐部分をそれぞれ示し、図2は、実際に孔加工に用いられる金属シャンク5部品に前記焼結体をロー付け固定したダイヤモンドドリル20完成品の概略斜視図を示すものである。 [0020] Incidentally, FIG. 1 shown here is an enlarged perspective view of the blade tip portion of the diamond drill according to an embodiment of the present invention, 1 is a polycrystalline sintered diamond part, 2 is prismatic drill main part of the metal base a wood hard metal (tungsten carbide: WC) moiety, the 3 is the junction boundary line by integral sintering, a substantially bullet-shaped pyramid portion arranged multistage point angle of the cutting edge of the drill tip 4 respectively, FIG. 2 shows actually a schematic perspective view of the sintered body and brazing fixed to the metal shank 5 parts for diamond drill 20 completed used hole processing.

【0021】また、図2におけるダイヤモンドドリル20 [0021] In addition, diamond drill 20 in FIG. 2
完成品は、ダイヤモンドドリル主軸部分10のドリル長(L寸法)が傾斜角をθ=70°とした場合は、L=約20 Finished product, if the drill length of the diamond drill spindle portion 10 (L dimension) has a tilt angle and theta = 70 ° is L = about 20
mmとなり、このダイヤモンドドリル20を用いて細孔加工をすることにより、従来のドリル長(L寸法)の限界長さの2倍以上の深孔加工をすることができるようになる。 mm, and the by the pore processed using the diamond drill 20, it is possible to conventional drilling length limit length twice or more deep hole machining of (L dimension).

【0022】 [0022]

【実施例2】次に、実施例1と同様な基板切断工程により得られた細長棒状のダイヤモンドドリル成形ブランクを用いて、別の外観形状を有するダイヤモンドドリルを作成する工程を説明する。 Embodiment 2 Next, using an elongated rod-shaped diamond drill shaped blank obtained in the same substrate cutting process as in Example 1, illustrating a step of preparing a diamond drill having another external shape. ここでは前述基板製造に関する内容の説明は省略するが、前記同様、図7に示すように、切断の入刀傾斜角をθ=75°として、ドリル成形基材としての有効なドリル長をL=約25mm、とした成形ブランク107を切断により得る。 Here is omitted the description of the contents related to the foregoing substrate manufacturing, the same, as shown in FIG. 7, the Nyukatana inclination angle of the cut as theta = 75 °, the effective drill length as drill molding substrate L = about 25 mm, obtained by cutting the molding blank 107 was.

【0023】この細長棒状のドリル成形ブランク107を用いて、螺旋溝付のダイヤモンドドリルを製作する一例を以下に示す。 [0023] using a drill molding blank 107 of the elongated rod-shaped, is shown below an example of fabricating a diamond drill with spiral grooves. まず前記切断した細長棒状のドリル成形ブランク107は、真円状の円柱となるように各対角部を研削・研磨、又は放電加工等により円筒形状に整え、さらに多結晶焼結ダイヤモンドの先端部を含むドリル円筒側面部分を、螺旋溝付のドリル形状に加工し、図3に示すダイヤモンドドリル主軸部30を作成する。 First drill molding blank 107 of elongate rod-shaped and the cutting is ground and polished to the diagonal portions such that a true circular cylinder, or trimmed into a cylindrical shape by electric discharge machining or the like, the tip portion of the polycrystalline sintered diamond drill cylindrical side surface portion including a machined drill shape with helical grooves, to create a diamond drill spindle unit 30 shown in FIG.

【0024】これにより多結晶焼結ダイヤモンドを先端部に有する細棒状ドリルの外観形状は、図3の六面図に示すように、螺旋状の溝部34とランド部35、及び螺旋のねじれ角を有する円筒溝付のドリル形状となり、先端刃先部の多結晶焼結ダイヤモンド31には、先端角を有するストレート又はアンダーカットタイプ形状等に加工された先端切れ刃形状を付加することも可能である。 [0024] Thus the external shape of the thin rod-shaped drill with a polycrystalline sintered diamond tip, as shown in hexagonal diagram of Figure 3, the helical groove 34 and the land portion 35, and a twist angle of the helix become drill shape cylindrical groove having, in the polycrystalline sintered diamond 31 of the distal tip portion, it is also possible to add the processed leading cutting edge shape straight or undercut type shape having a tip angle.

【0025】これを円筒状の金属シャンク端部にロー付け固定することにより、図4に示す外観形状の、ドリル長(L寸法)が20mm以上の細長超ロングタイプの螺旋溝付のトップソリッド・ダイヤモンドドリル40が完成する。 [0025] By this is brazing secured to cylindrical metal shank end, of the outer shape shown in FIG. 4, the drill length (L dimension) Top solid dated helical grooves of more slender ultra long type 20mm diamond drill 40 is completed.

【0026】なお、ここで示す図3は、本発明の他の一実施例におけるダイヤモンドドリルの刃先端部分の拡大六面図であり、31は多結晶焼結ダイヤモンド部分、32は円柱ドリル主要部の金属基材となる超硬合金(タングステンカーバイト:WC)部分、また33は一体焼結による接合部境界線、36はドリル先端部となる先端角を有するストレート又はアンダーカットタイプ形状等に加工された先端切れ刃部分をそれぞれ示し、図4は、実際に加工に用いられる金属シャンク5部品に前記焼結体のドリル主軸部分30をロー付け固定したトップソリッドのダイヤモンドドリル40完成品の概略側面図を示すものである。 [0026] Incidentally, FIG. 3 shown here is an enlarged hexagonal view of the blade tip portion of the diamond drill in another embodiment of the present invention, the polycrystalline sintered diamond portion 31, 32 is cylindrical drill main unit the metal substrate and comprising a cemented carbide (tungsten carbide: WC) moiety processing, also 33 the junction boundary line by integral sintering, 36 straight or undercut type shape having a tip angle of the drill tip shows been the leading cutting edge portion, respectively, Figure 4 is actually metal shank 5 parts schematic side diamond drill 40 finished top solid the drill spindle portion 30 of the sintered body was brazed fixed for use in processing shows the FIG.

【0027】また実際に完成した前記φ0.3mm径のダイヤモンドドリル40を用いての孔明け加工は、図4に示す金属シャンク5部分を孔明け加工機側回転軸のコレットチャック台座に取付けて、加工機側の回転中心の芯出し位置調整を行い、加工試料としてシリコン単結晶(10 Further drilling of using a diamond drill 40 of the φ0.3mm diameter actually completed, by attaching the metal shank 5 portion shown in FIG. 4 in the collet chuck pedestal drilling machine side rotation shaft, perform centering positioning of the center of rotation of the machine side, the silicon single crystal as a processed sample (10
0)面、100mm角×厚さ16.0mmの基板中央部分に約2000 0) plane, the substrate center portion of 100mm square × thickness 16.0mm about 2000
個の孔明け加工を連続して繰り返し行い、評価を行った。 It repeated continuously the number of drilling, were evaluated.

【0028】孔明け加工が終了した前記シリコン単結晶基板について実測評価検査を行ったところ、1番目から [0028] When the drilling has been measured evaluation test for the silicon single crystal substrate has been completed, from the first
1000番目の加工したそれぞれの孔径を測定した結果、初期の1番目孔径から100番目、200番目、300番目、‥ 1000 th processed result of measuring the respective pore size, 100-th from the initial of the first pore size, 200 th, 300 th, ‥
‥、900番目、1000番目の各100番間隔での孔径変化は、 ‥, 900 th, the hole diameter variation in the 1000th each number 100 intervals,
径寸法公差で設定値±1μm以下の寸法バラツキ範囲であり、1000番目〜2000番目までの孔径及び形状にも大きな変化は見られず、最後まで孔の状態は安定していた。 A dimensional variation range of the set value ± 1 [mu] m in diameter tolerances, significant change in pore size and shape to the 1000 th to 2000 th is not observed until the end hole of the state was stable.
また同時に、ダイヤモンドドリル先端部においても、ドリル先端形状、及び径寸法に大きな変化は見られず、最後まで安定した孔明け性能を維持していた。 At the same time, also in the diamond drill tip, large changes are not observed in the drill tip shape, and diameter, was maintained until the end stable drilling performance.

【0029】 [0029]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の一体焼結型のダイヤモンドドリルの製造方法(請求項6)においては、超硬合金素材の圧粉体基材上に、ダイヤモンドパウダー圧粉体を積層し、これを高温高圧下で処理して超硬合金一体焼結型の多結晶ダイヤモンド基板を製作し、 As described in the foregoing, in the method of manufacturing integrated sintered-type diamond drill of the present invention (Claim 6), on the green compact the cemented carbide substrate material, diamond powder compact It was laminated, which was treated under high temperature and high pressure to manufacture a polycrystalline diamond substrate of the cemented carbide sintered integrally type,
この形成された前記一体焼結基板からの材料取りとして、基板を格子状に切断する際、少なくとも多結晶焼結ダイヤモンド基板表面のX・Y軸方向のどちらか一方に、入刀方向にθ=30°〜85°の任意の傾斜角度を持たせて厚み方向を斜め切断することにより、対向する一対の切断面が平行となる細長棒状のダイヤモンドドリル成形ブランクを得て、この前記細長棒状の成形ブランク材料を用いてダイヤモンドドリルの外観形状を形成することにより、ドリル長(L寸法)が10mm以上の、従来にないロングサイズのトップソリッド・ダイヤモンドドリルを得ることができる。 As the material up from the formed the integral sintered substrate, when cutting the substrate in a lattice shape, in either the X · Y-axis direction of at least polycrystalline sintered diamond substrate surface, in Nyukatana direction theta = by not have any inclination angle of 30 ° to 85 ° obliquely cut thickness direction to obtain an elongated rod-shaped diamond drill molded blank pair of cutting surfaces facing are parallel, molding of the said elongated bar-like by forming the external shape of the diamond drill using a blank material, drill length (L dimension) can be obtained of more than 10 mm, the top solid diamond drill unprecedented long size.

【0030】また、本発明のダイヤモンドドリル(請求項1)では、多結晶焼結ダイヤモンドを切削加工用ドリル先端に配した超硬合金一体焼結によるトップソリッド・ダイヤモンドドリルにおいて、多結晶焼結ダイヤモンドのダイヤチップ部分が、ドリル先端部からドリル首下方向(ドリル径の中心軸他端方向)に、かつ中心軸に対し傾斜角を持たせた切断面で区切られた一体焼結金属基材との接合面を境に、ドリル先端から首下方向の前記接合面に架けてのドリル長の中間部分で、斜め領域部分を配置したロングサイズのダイヤモンドドリルを提供することができる。 Further, the diamond drill of the present invention (Claim 1), in the top solid diamond drill according cemented carbide sintered integrally decor a polycrystalline sintered diamond cutting drill tip, polycrystalline sintered diamond diamond tip portion, from the drill tip to the drill neck downward (the central axis and the other end direction of the drill diameter), and a central axis integrally sintered metal substrate separated by the cut surface which gave an inclination angle with respect to the bonding surface boundary of a drill length middle portion of the over the bonding surface of the neck under the direction from the drill tip, it is possible to provide a diamond drill long size of arranging the oblique area portion.

【0031】また、本発明のダイヤモンドドリル(請求項2)では、多結晶焼結ダイヤモンドを先端に有する細棒状ドリルの外観形状が、ドリル先端部に角錐状又は多段の先端角を持たせた略砲弾型角錐形状であり、かつ一体焼結の金属基材が細長の三角柱以上の多角柱であるロングサイズのダイヤモンドドリルを提供することができる。 Further, the diamond drill of the present invention (claim 2), substantially the external shape of the thin rod-shaped drill with a polycrystalline sintered diamond tip, which gave pyramidal or multi point angle of the drill point shell type a pyramid shape, and it is possible to provide a diamond drill long size is polygonal over triangular integral sintering of the metal substrate is elongated.

【0032】また、本発明のダイヤモンドドリル(請求項3)では、多結晶焼結ダイヤモンドを先端に有する細棒状ドリルの外観形状が、螺旋状の溝部とランド部、及びねじれ角を有する円筒溝付のドリル形状であり、かつ先端刃先部が先端角を有するストレート又はアンダーカットタイプ形状等に加工された焼結ダイヤモンドチップを先端部に有するロングサイズのダイヤモンドドリルを提供することができる。 Further, the diamond drill of the present invention (claim 3), the external shape of the thin rod-shaped drill with a polycrystalline sintered diamond tip, spiral groove and land portions, and with a cylindrical groove having a twist angle of a drill shape and the tip cutting edge can provide a diamond drill long size having a sintered diamond tip that has been processed to a straight or undercut type shape having a tip angle at the tip portion.

【0033】また、本発明のダイヤモンドドリル(請求項4)では、多結晶焼結ダイヤモンドを先端に有する細棒状ドリルの外観形状が、螺旋状の溝部とランド部、及びねじれ角を有する円筒溝付のドリル形状であり、かつ先端刃先部が円錐状又は多段の先端角を持たせた略砲弾型円錐形状に加工された焼結ダイヤモンドチップを先端部に有するロングサイズのダイヤモンドドリルを提供することができる。 Further, the diamond drill of the present invention (Claim 4), the external shape of the thin rod-shaped drill with a polycrystalline sintered diamond tip, spiral groove and land portions, and with a cylindrical groove having a twist angle it can be of a drill shape and the tip cutting edge to provide a diamond drill long size having a sintered diamond tip that has been processed into a substantially bullet-shaped conical shape which gave the tip angle of the conical or multistage tip .

【0034】また本発明は、前記のような極小径の孔加工技術に用いられる専用の精密切削工具として、超硬材料、シリコン単結晶材料、及びセラミックス材料などの難加工硬質材料に、極小径の深孔の孔明け加工を施すための細長ロングサイズのダイヤモンドドリルを提供することができ、コストパフォーマンスと耐摩耗性に優れたトップソリッドのダイヤモンドドリルが実現できる。 [0034] The present invention, as a dedicated precision cutting tool used for the electrode small-diameter hole processing techniques such as, superhard material, the silicon single crystal material, and the hard-to-work hard material such as ceramic material, electrode diameter deep diamond drill elongated long size for performing drilling of holes can provide, diamond drill top solid with excellent cost performance and wear resistance can be realized in.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明におけるダイヤモンドドリルの一例を示す先端部分の拡大斜視図。 Enlarged perspective view of a distal portion of an example of a diamond drill in the present invention; FIG.

【図2】本発明におけるダイヤモンドドリルの使用形態の一例を示す外観概略図。 Appearance schematic diagram showing an example of application of diamond drill in the present invention; FIG.

【図3】本発明におけるダイヤモンドドリルの他の一例を示す先端部分の拡大六面図。 Enlarged hexagonal view of a distal portion showing another example of a diamond drill in the invention, FIG.

【図4】本発明におけるダイヤモンドドリルの使用形態の他の一例を示す外観概略図。 Appearance schematic diagram showing another example of usage of the diamond drill in the present invention; FIG.

【図5】本発明におけるダイヤモンドドリルの製造工程の一部を説明する模式図。 Schematic diagram illustrating a part of the manufacturing process of the diamond drill in the present invention; FIG.

【図6】本発明におけるダイヤモンドドリルの製造における切断工程を説明する模式図。 Figure 6 is a schematic view illustrating a cutting step in the manufacture of diamond drill in the present invention.

【図7】本発明におけるダイヤモンドドリルの製造における切断工程を説明する模式図。 Figure 7 is a schematic view illustrating a cutting step in the manufacture of diamond drill in the present invention.

【図8】従来の螺旋溝形状を有するトップソリッド型ダイヤモンドドリルの一例を示す側面図。 Figure 8 is a side view showing an example of a top solid type diamond drill having a conventional spiral groove shape.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1、31、51、81 多結晶焼結ダイヤモンド 2、32、52、82 超硬合金 3、33、53、83接合部境界 4、36 切れ刃部 5 シャンク 34 溝部 35 ランド部 105、106、107 ドリル成形ブランク 1,31,51,81 polycrystalline sintered diamond 2,32,52,82 cemented carbide 3,33,53,83 junction boundary 4,36 cutting edge portion 5 the shank 34 groove 35 land portion 105, 106, and 107 drill molded blank

───────────────────────────────────────────────────── ────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】 [Procedure amendment]

【提出日】平成13年2月9日(2001.2.9) [Filing date] 2001 February 9 (2001.2.9)

【手続補正1】 [Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書 [Correction target document name] specification

【補正対象項目名】特許請求の範囲 [Correction target item name] the scope of the appended claims

【補正方法】変更 [Correction method] change

【補正内容】 [Correction contents]

【特許請求の範囲】 [The claims]

【手続補正2】 [Amendment 2]

【補正対象書類名】明細書 [Correction target document name] specification

【補正対象項目名】0012 [Correction target item name] 0012

【補正方法】変更 [Correction method] change

【補正内容】 [Correction contents]

【0012】前記のドリル成形体ブランクを二次加工することにより、多結晶焼結ダイヤモンドを先端に有する細棒状ドリルの外観形状が、例えば例として、ドリル先端部に角錐状又は多段の先端角を持たせた略砲弾型角錐形状で、かつ一体焼結の金属基材が細長の三角柱以上の多角柱であるものや、また別の例としては螺旋状の溝部とランド部、及びねじれ角を有する円筒側面溝付のドリル形状で、かつ先端刃先部が先端角を有するストレート又はアンダーカットタイプ形状等に加工された焼結ダイヤモンドチップを先端に有するものや、また他の別の例として螺旋状の溝部とランド部、及びねじれ角を有する円筒溝付のドリル形状で、かつ先端刃先部が角錐形状又<br>は多段の先端角を持たせた略砲弾型角錐形状に加工された焼結ダイヤモ [0012] By processing the secondary drill shaped body blank of the appearance shape of the thin rod-shaped drill with a polycrystalline sintered diamond tip, for example, as an example, a pyramidal or multi point angle of the drill point in providing a substantially shell type pyramid was, and has integral sintering of the metal substrate is intended or a polygonal column above triangular elongated as another example helical groove and land portions, and a twist angle drill shape with cylindrical side surface groove, and the tip edge portion is spiral another example those having a sintered diamond tip that has been processed to a straight or undercut type shape at the tip and also of the other having a tip angle groove and the land portion, and a drill shape of cylindrical groove having a twist angle, and sintered diamond tip cutting edge pyramidal shape also <br> processed into substantially bullet-shaped pyramid which gave the tip angle of the multi-stage ンドチップを先端に有するものなどの、 Such as those having a Ndochippu the tip,
これら細長ロングタイプのトップソリッド・ダイヤモンドドリルが容易に製造できる。 These elongated long type of top solid diamond drill can be easily manufactured.

【手続補正3】 [Amendment 3]

【補正対象書類名】明細書 [Correction target document name] specification

【補正対象項目名】0033 [Correction target item name] 0033

【補正方法】変更 [Correction method] change

【補正内容】 [Correction contents]

【0033】また、本発明のダイヤモンドドリル(請求項4)では、多結晶焼結ダイヤモンドを先端に有する細棒状ドリルの外観形状が、螺旋状の溝部とランド部、及びねじれ角を有する円筒溝付のドリル形状であり、かつ先端刃先部が角錐形状又は多段の先端角を持たせた略砲弾型角錐形状に加工された焼結ダイヤモンドチップを先端部に有するロングサイズのダイヤモンドドリルを提供することができる。 Further, the diamond drill of the present invention (Claim 4), the external shape of the thin rod-shaped drill with a polycrystalline sintered diamond tip, spiral groove and land portions, and with a cylindrical groove having a twist angle it can be of a drill shape and the tip cutting edge to provide a diamond drill long size having a sintered diamond tip that has been processed into a substantially bullet-shaped pyramid which gave the tip angle of the pyramidal or multistage tip .

Claims (6)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 多結晶焼結ダイヤモンドを切削加工用ドリル先端に配した超硬合金一体焼結によるトップソリッド・ダイヤモンドドリルにおいて、多結晶焼結ダイヤモンドのダイヤチップ部分が、ドリル先端部からドリル首下方向(ドリル径の中心軸他端方向)に、かつ前記中心軸に対し傾斜角を持たせた切断面で区切られた一体焼結金属基材との接合面を境に、ドリル先端から首下方向の前記接合面に架けてのドリル長の中間部分で、斜め混在領域部分を配置したことを特徴とするダイヤモンドドリル。 1. A top solid diamond drill according cemented carbide sintered integrally decor a polycrystalline sintered diamond cutting drill tip, diamond tip portion of the polycrystalline sintered diamond drill head from the drill tip downward (the central axis and the other end direction of the drill diameter), and the boundary of the bonding surface of the integral sintered metal substrate separated by the cut surface which gave an inclination angle with respect to the central axis, the neck from the drill tip in the intermediate portion of the drill length over the bonding surface of the downward diamond drill, characterized in that a diagonal mixed region portion.
  2. 【請求項2】 多結晶焼結ダイヤモンドを先端に有する細棒状ドリルの外観形状が、ドリル先端部に角錐状又は多段の先端角を持たせた略砲弾型角錐形状であり、かつ一体焼結の金属基材が細長の三角柱以上の多角柱であることを特徴とする請求項1記載のダイヤモンドドリル。 2. A polycrystalline sintered diamond external appearance of fine rod-like drill having a tip is a substantially shell type pyramid shape to have a point angle of the pyramid-shaped or multi the drill tip, and the integral sintering diamond drill according to claim 1, wherein the metal substrate is a polygonal column above triangular elongated.
  3. 【請求項3】 多結晶焼結ダイヤモンドを先端に有する細棒状ドリルの外観形状が、螺旋状の溝部とランド部、 3. A polycrystalline sintered diamond external appearance of fine rod-like drill having a tip is a spiral groove and the land portion,
    及びねじれ角を有する円筒側面溝付のドリル形状であり、かつ先端刃先部が先端角を有するストレート又はアンダーカットタイプ形状等に加工された焼結ダイヤモンドチップであることを特徴とする請求項1記載のダイヤモンドドリル。 And a drill shape of cylindrical side surface with a groove having a twist angle, and claim 1, wherein the distal tip portion, characterized in that a sintered diamond tip that has been processed to a straight or undercut type shape having a tip angle diamond drill.
  4. 【請求項4】 多結晶焼結ダイヤモンドを先端に有する細棒状ドリルの外観形状が、螺旋状の溝部とランド部、 Wherein the external shape of the thin rod-shaped drill having a distal end a polycrystalline sintered diamond, spiral groove and land portions,
    及びねじれ角を有する円筒側面溝付のドリル形状であり、かつ先端刃先部が円錐状又は多段の先端角を持たせた略砲弾型円錐形状に加工された焼結ダイヤモンドチップであることを特徴とする請求項1記載のダイヤモンドドリル。 And wherein the and a drill shape of cylindrical side surface with grooves having a helix angle, and the tip edge portion is a sintered diamond tip that has been processed into a substantially bullet-shaped conical shape which gave the tip angle of the conical or multistage diamond drill according to claim 1.
  5. 【請求項5】 前記多結晶焼結ダイヤモンド材料の代わりに、焼結ボロンナイトライドを用いたことを特徴とする請求項1及び請求項2〜4記載のダイヤモンドドリル。 Wherein said in place of the polycrystalline sintered diamond material, according to claim 1 and claims 2 to 4 diamond drill, wherein the using a sintered boron nitride.
  6. 【請求項6】 超硬合金素材の圧粉体基材上に、ダイヤモンドパウダー圧粉体を積層し、これを高温高圧下で処理して超硬合金一体焼結型の多結晶ダイヤモンド基板を製作し、この形成された前記一体焼結基板からの材料取りとして、基板を格子状に切断する際に、少なくとも多結晶焼結ダイヤモンド基板表面のX・Y軸方向のどちらか一方に、入刀方向にθ=30°〜85°の任意の傾斜角度を持たせて厚み方向を斜め切断することにより、対向する一対の切断面が平行となる細長棒状のダイヤモンドドリル成形ブランクを得て、この前記細長棒状の加工ブランク材料を用いてトップソリッド・ダイヤモンドドリルの前記請求項1又は請求項2、3、4記載の外観形状を成形することを特徴とするダイヤモンドドリルの製造方法。 6. A on compact cemented carbide substrate material, the diamond powder compact stacking, manufacturing a polycrystalline diamond substrate of the cemented carbide sintered integrally mold which was treated under high temperature and high pressure and, as the material up from the formed the integral sintered substrate, when cutting the substrate in a lattice shape, to either at least the polycrystalline sintered diamond substrate surface X · Y-axis direction, Nyukatana direction to thereby have any inclination angle of θ = 30 ° ~85 ° by the thickness direction obliquely cut, with the elongated bar-shaped diamond drill molded blank pair of cutting surfaces facing are parallel, the said elongated method for producing a diamond drill, which comprises molding the claim 1 or claim 2, 3, 4, wherein the external shape of the machining blank top solid diamond drill using a material of the rod-shaped.
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