JP2003260510A - 高強度ダイヤモンド複合体とその製造方法及びそれを用いた伸線用ダイス - Google Patents
高強度ダイヤモンド複合体とその製造方法及びそれを用いた伸線用ダイスInfo
- Publication number
- JP2003260510A JP2003260510A JP2002059885A JP2002059885A JP2003260510A JP 2003260510 A JP2003260510 A JP 2003260510A JP 2002059885 A JP2002059885 A JP 2002059885A JP 2002059885 A JP2002059885 A JP 2002059885A JP 2003260510 A JP2003260510 A JP 2003260510A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diamond
- single crystal
- strength
- sintered body
- composite
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Metal Extraction Processes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】高強度鋼線を伸線加工するための、ダイヤモン
ド単結晶ダイスを提供する。 【解決手段】ダイヤモンド焼結体とダイヤモンド単結晶
とからなる高強度ダイヤモンド複合体が、板状であっ
て、その中心部にダイヤモンド単結晶を有し、ダイヤモ
ンド焼結体がダイヤモンドを７０から９５体積％含有
し、ダイヤモンド単結晶は粒径が１００μｍ以上で、板
状の上下面のいずれかに平行なダイヤモンド単結晶の面
を有している。さらに、中心部のダイヤモンド単結晶の
ほぼ中心にダイス穴をあけて伸線用のダイスとする。
ド単結晶ダイスを提供する。 【解決手段】ダイヤモンド焼結体とダイヤモンド単結晶
とからなる高強度ダイヤモンド複合体が、板状であっ
て、その中心部にダイヤモンド単結晶を有し、ダイヤモ
ンド焼結体がダイヤモンドを７０から９５体積％含有
し、ダイヤモンド単結晶は粒径が１００μｍ以上で、板
状の上下面のいずれかに平行なダイヤモンド単結晶の面
を有している。さらに、中心部のダイヤモンド単結晶の
ほぼ中心にダイス穴をあけて伸線用のダイスとする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、単結晶ダイヤモン
ドを用いた伸線用ダイスに関する。特に、単結晶ダイヤ
モンドの割れを防止するために、ダイヤモンド焼結体で
ダイヤモンド単結晶を包囲する構成とした高強度ダイヤ
モンド複合体、その製造方法及びダイスに関するもので
ある。
ドを用いた伸線用ダイスに関する。特に、単結晶ダイヤ
モンドの割れを防止するために、ダイヤモンド焼結体で
ダイヤモンド単結晶を包囲する構成とした高強度ダイヤ
モンド複合体、その製造方法及びダイスに関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】伸線用ダイス素材としては、従来から超
硬合金やダイヤモンド単結晶、タイヤモンド焼結体が広
く使われている。このような中で、高強度鋼線の伸線に
おいてダイヤモンド単結晶素材では、強度不足から伸線
中に割損することがあった。従って、これらの高強度鋼
線などの伸線に置いては、超硬合金製のダイスが用いら
れてきた。
硬合金やダイヤモンド単結晶、タイヤモンド焼結体が広
く使われている。このような中で、高強度鋼線の伸線に
おいてダイヤモンド単結晶素材では、強度不足から伸線
中に割損することがあった。従って、これらの高強度鋼
線などの伸線に置いては、超硬合金製のダイスが用いら
れてきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】高強度鋼線などは、超
硬合金製のダイスを用いて伸線している。超硬合金製ダ
イスのダイス穴の表面粗さは、ダイヤモンド単結晶ほど
小さくならないので、伸線された線の表面粗さはダイヤ
モンド単結晶を使用した場合より大きくなる。また、超
硬合金製ダイスは、比較的少ない伸線量でダイスの穴の
サイズが大きくなって寿命となる。従って、線径が安定
しないという問題点があった。
硬合金製のダイスを用いて伸線している。超硬合金製ダ
イスのダイス穴の表面粗さは、ダイヤモンド単結晶ほど
小さくならないので、伸線された線の表面粗さはダイヤ
モンド単結晶を使用した場合より大きくなる。また、超
硬合金製ダイスは、比較的少ない伸線量でダイスの穴の
サイズが大きくなって寿命となる。従って、線径が安定
しないという問題点があった。
【０００４】そこで発明者らは従来経済的に超硬合金に
太刀打ちできないとされていた、ダイヤモンド単結晶で
高強度鋼を伸線しようとして本発明をなすに至った。本
発明の目的は、このような高強度鋼線を伸線する際に耐
摩耗性にすぐれ、高品質の線材を伸線できるダイス用ダ
イヤモンド複合体、その製造方法およびそれを用いた伸
線用ダイスを提供するものである。
太刀打ちできないとされていた、ダイヤモンド単結晶で
高強度鋼を伸線しようとして本発明をなすに至った。本
発明の目的は、このような高強度鋼線を伸線する際に耐
摩耗性にすぐれ、高品質の線材を伸線できるダイス用ダ
イヤモンド複合体、その製造方法およびそれを用いた伸
線用ダイスを提供するものである。
【０００５】従来ダイヤモンド単結晶を使用したダイス
は、ダイヤモンド単結晶を単独でＮｉ、Ｃｕ等の金属粉
末を用いてステンレス等のケースに焼結マウントする事
が一般的に行われている。この方法は、ダイヤモンドダ
イスを伸線できる強度で保持することを目的としてい
る。しかしこの方法は、ダイヤモンド単結晶の割れ防止
を目的とするものではないので、ダイヤモンド単結晶を
締め付ける強度は弱い。従って、伸線中の負荷が大きい
高強度鋼線の伸線時にはダイヤモンド単結晶の割れが発
生することがある。
は、ダイヤモンド単結晶を単独でＮｉ、Ｃｕ等の金属粉
末を用いてステンレス等のケースに焼結マウントする事
が一般的に行われている。この方法は、ダイヤモンドダ
イスを伸線できる強度で保持することを目的としてい
る。しかしこの方法は、ダイヤモンド単結晶の割れ防止
を目的とするものではないので、ダイヤモンド単結晶を
締め付ける強度は弱い。従って、伸線中の負荷が大きい
高強度鋼線の伸線時にはダイヤモンド単結晶の割れが発
生することがある。
【０００６】更に別の課題は、従来のダイヤモンド単結
晶製のダイスは、通常０．１ｍｍ以下の伸線が中心であ
った。そして、銅や金やステンレス等のさびにくい材料
の伸線に用いられていた。本発明は、０．０５から０．
８ｍｍの直径を持つ高強度鋼であって、その表面に真鍮
がメッキされている鋼線を、伸線しようとするものであ
り、新しい用途を開拓しようとするものである。
晶製のダイスは、通常０．１ｍｍ以下の伸線が中心であ
った。そして、銅や金やステンレス等のさびにくい材料
の伸線に用いられていた。本発明は、０．０５から０．
８ｍｍの直径を持つ高強度鋼であって、その表面に真鍮
がメッキされている鋼線を、伸線しようとするものであ
り、新しい用途を開拓しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】高強度ダイヤモンド複合
体は、ダイヤモンド焼結体とダイヤモンド単結晶からな
り、板状であって、その中心部に一つのダイヤモンド単
結晶を有し、ダイヤモンド焼結体がダイヤモンドを７０
から９５体積％含有し、ダイヤモンド単結晶が、粒径１
００μｍ以上であって、前記板状の上下面のいずれかの
面に平行なダイヤモンド単結晶の面を有している高強度
ダイヤモンド複合体である。
体は、ダイヤモンド焼結体とダイヤモンド単結晶からな
り、板状であって、その中心部に一つのダイヤモンド単
結晶を有し、ダイヤモンド焼結体がダイヤモンドを７０
から９５体積％含有し、ダイヤモンド単結晶が、粒径１
００μｍ以上であって、前記板状の上下面のいずれかの
面に平行なダイヤモンド単結晶の面を有している高強度
ダイヤモンド複合体である。
【０００８】板状の上下面のいずれかに平行なダイヤモ
ンド単結晶の面が、板状の高強度ダイヤモンド複合体の
上下いずれかの面に現れていることが一つの特徴であ
る。そして、そのダイヤモンド単結晶の面は（１１
１）、（１１０）または（１００）面であることが望ま
しい。
ンド単結晶の面が、板状の高強度ダイヤモンド複合体の
上下いずれかの面に現れていることが一つの特徴であ
る。そして、そのダイヤモンド単結晶の面は（１１
１）、（１１０）または（１００）面であることが望ま
しい。
【０００９】ダイヤモンド焼結体中のダイヤモンドの平
均粒子径は、１μｍから５０μｍであることが望まし
い。ダイヤモンド焼結体中の、金属成分を酸などにより
実質的に除去することが出来る。さらに、板状の高強度
ダイヤモンド複合体の外周部を、超硬合金又はサーメッ
トで包囲することができる。
均粒子径は、１μｍから５０μｍであることが望まし
い。ダイヤモンド焼結体中の、金属成分を酸などにより
実質的に除去することが出来る。さらに、板状の高強度
ダイヤモンド複合体の外周部を、超硬合金又はサーメッ
トで包囲することができる。
【００１０】カプセル中にダイヤモンド単結晶を置き、
その周囲にダイヤモンド粉末と結合材を充填し、該カプ
セルを５０ＭＰａ以上６ＧＰａ以下の圧力、１１００℃
以上１６００℃以下の温度で処理し、タイヤモンド単結
晶の周囲をダイヤモンド焼結体で包囲するように焼結
し、その後に圧力と温度を常圧、常温に戻しカプセルを
回収し、少なくとも単結晶の一つの面が板状のダイヤモ
ンド焼結体の片面に現れるようにカプセルを除去するこ
とによって、高強度ダイヤモンド複合体を製造できる。
その周囲にダイヤモンド粉末と結合材を充填し、該カプ
セルを５０ＭＰａ以上６ＧＰａ以下の圧力、１１００℃
以上１６００℃以下の温度で処理し、タイヤモンド単結
晶の周囲をダイヤモンド焼結体で包囲するように焼結
し、その後に圧力と温度を常圧、常温に戻しカプセルを
回収し、少なくとも単結晶の一つの面が板状のダイヤモ
ンド焼結体の片面に現れるようにカプセルを除去するこ
とによって、高強度ダイヤモンド複合体を製造できる。
【００１１】高強度ダイヤモンド複合体がダイヤモンド
焼結体とダイヤモンド単結晶からなり、前記ダイヤモン
ド焼結体が、ダイヤモンドを７０から９５体積％含有
し、板状であって、その中心部に一つのダイヤモンド単
結晶を有し、前記ダイヤモンド単結晶は、その粒径が１
００μｍ以上であって、板状のダイヤモンド焼結体の上
下面に現れるダイヤモンド単結晶の面が（１１１）、
（１１０）または（１００）面で、前記ダイヤモンド単
結晶の中心部に伸線用の穴を有する高強度ダイヤモンド
複合体を用いた伸線用ダイスに関する。
焼結体とダイヤモンド単結晶からなり、前記ダイヤモン
ド焼結体が、ダイヤモンドを７０から９５体積％含有
し、板状であって、その中心部に一つのダイヤモンド単
結晶を有し、前記ダイヤモンド単結晶は、その粒径が１
００μｍ以上であって、板状のダイヤモンド焼結体の上
下面に現れるダイヤモンド単結晶の面が（１１１）、
（１１０）または（１００）面で、前記ダイヤモンド単
結晶の中心部に伸線用の穴を有する高強度ダイヤモンド
複合体を用いた伸線用ダイスに関する。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明者らは、従来のダイヤモン
ド単結晶を用いたダイスの欠点を解消すべく研究を重ね
た結果得られたものである。即ち、ダイヤモンド単結晶
をダイヤモンド焼結体で包囲することにより、課題が解
決できることを見出した。この高強度ダイヤモンド複合
体を伸線用ダイスに用いることにより、ダイスの寿命が
大幅に改善されることが明らかになった。
ド単結晶を用いたダイスの欠点を解消すべく研究を重ね
た結果得られたものである。即ち、ダイヤモンド単結晶
をダイヤモンド焼結体で包囲することにより、課題が解
決できることを見出した。この高強度ダイヤモンド複合
体を伸線用ダイスに用いることにより、ダイスの寿命が
大幅に改善されることが明らかになった。
【００１３】本発明はダイヤモンド単結晶とダイヤモン
ド焼結体を一体焼結することにより、ダイヤモンド単結
晶に少なくとも引っ張り応力が極力かからないようにし
て、これらの問題を解決しようとするものである。
ド焼結体を一体焼結することにより、ダイヤモンド単結
晶に少なくとも引っ張り応力が極力かからないようにし
て、これらの問題を解決しようとするものである。
【００１４】本発明で用いるダイヤモンド焼結体は、ダ
イヤモンド粒子同士が強固に結合しているものが適して
いる。ダイヤモンド粒子同士が強固に結合しているダイ
ヤモンド焼結体の場合は、金属成分の量にもよるが熱膨
張係数はダイヤモンド単結晶のそれに近い値になる。従
って、ダイヤモンド単結晶とダイヤモンド焼結体の間に
熱膨張に起因する応力は少なくなる。このような材料の
例として、ダイヤモンドを７０〜９５体積％含有し残部
がＣｏなどの金属を結合材とするものである。更に、金
属成分を除去すると、理論上はダイヤモンド単結晶と同
じ熱膨張係数を持つので、熱膨張に起因する応力はより
少なくなる。
イヤモンド粒子同士が強固に結合しているものが適して
いる。ダイヤモンド粒子同士が強固に結合しているダイ
ヤモンド焼結体の場合は、金属成分の量にもよるが熱膨
張係数はダイヤモンド単結晶のそれに近い値になる。従
って、ダイヤモンド単結晶とダイヤモンド焼結体の間に
熱膨張に起因する応力は少なくなる。このような材料の
例として、ダイヤモンドを７０〜９５体積％含有し残部
がＣｏなどの金属を結合材とするものである。更に、金
属成分を除去すると、理論上はダイヤモンド単結晶と同
じ熱膨張係数を持つので、熱膨張に起因する応力はより
少なくなる。
【００１５】ダイヤモンドを７０〜９５体積％含有する
とした理由は、ダイヤモンド粒子同士を強固に結合する
ためである。ダイヤモンドの含有量が、７０体積％より
少ない場合はダイヤモンド同士の接触が少ないので、結
合部分の数が少なくなり、結合強度が下がり、本願の目
的を達成できない。ダイヤモンドの含有量が、９５体積
％を越える場合、結合材の働きが不足して強度の高いダ
イヤモンド焼結体を作ることが出来ない。
とした理由は、ダイヤモンド粒子同士を強固に結合する
ためである。ダイヤモンドの含有量が、７０体積％より
少ない場合はダイヤモンド同士の接触が少ないので、結
合部分の数が少なくなり、結合強度が下がり、本願の目
的を達成できない。ダイヤモンドの含有量が、９５体積
％を越える場合、結合材の働きが不足して強度の高いダ
イヤモンド焼結体を作ることが出来ない。
【００１６】また、ダイヤモンド単結晶の面が、高強度
ダイヤモンド複合体の上下いずれかの面に現れているこ
とが、以下に示すように品質保証の面から重要である。
即ち、ダイス用の穴を開ける単結晶ダイヤモンドの位置
を確認できる。また、超高圧高温下で焼結する場合、ダ
イヤモンド単結晶の位置がずれて、方位がずれることが
ある。このとき、所定の面方位からのずれなどもＸ線な
どにより簡単に特定できる。ダイヤモンド単結晶が、高
強度ダイヤモンド複合体を貫通していると、ダイス穴の
加工が容易になる。ダイス穴を加工するとき、ダイス穴
全面に亘り同じ材料で形成されているので、加工方法を
変えなくて済む。さらには、歴史のあるダイヤモンド単
結晶と同じ加工方法を適用できるので、安価で容易に加
工できる。また、異種材料の界面に生じる、研磨による
段差などが生じるのを防ぐことが出来る。
ダイヤモンド複合体の上下いずれかの面に現れているこ
とが、以下に示すように品質保証の面から重要である。
即ち、ダイス用の穴を開ける単結晶ダイヤモンドの位置
を確認できる。また、超高圧高温下で焼結する場合、ダ
イヤモンド単結晶の位置がずれて、方位がずれることが
ある。このとき、所定の面方位からのずれなどもＸ線な
どにより簡単に特定できる。ダイヤモンド単結晶が、高
強度ダイヤモンド複合体を貫通していると、ダイス穴の
加工が容易になる。ダイス穴を加工するとき、ダイス穴
全面に亘り同じ材料で形成されているので、加工方法を
変えなくて済む。さらには、歴史のあるダイヤモンド単
結晶と同じ加工方法を適用できるので、安価で容易に加
工できる。また、異種材料の界面に生じる、研磨による
段差などが生じるのを防ぐことが出来る。
【００１７】本発明に用いるダイヤモンド単結晶は、自
形の単結晶を使う必要がある。従って、板状のダイヤモ
ンド複合焼結体の上下面に平行なダイヤモンド単結晶の
面は、自形な単結晶の面である。ところが耐摩耗性は、
結晶の面によって異なる。従って、最も耐摩耗性の高い
面を使うのが望ましい。しかしながら伸線される材料や
使用の条件によって、摩耗特性は異なるので（１１
１）、（１１０）および（１００）面を高強度ダイヤモ
ンド複合体の、上下のいずれかの面とするのがより望ま
しい。断面の丸い線材を伸線する場合、摩耗されやすい
面が早く摩耗するので、使用するにつれて断面形状が円
からずれてくる。
形の単結晶を使う必要がある。従って、板状のダイヤモ
ンド複合焼結体の上下面に平行なダイヤモンド単結晶の
面は、自形な単結晶の面である。ところが耐摩耗性は、
結晶の面によって異なる。従って、最も耐摩耗性の高い
面を使うのが望ましい。しかしながら伸線される材料や
使用の条件によって、摩耗特性は異なるので（１１
１）、（１１０）および（１００）面を高強度ダイヤモ
ンド複合体の、上下のいずれかの面とするのがより望ま
しい。断面の丸い線材を伸線する場合、摩耗されやすい
面が早く摩耗するので、使用するにつれて断面形状が円
からずれてくる。
【００１８】具体的には、ダイヤモンド単結晶の（１１
０）面は、耐摩耗性は高いが、対向する２面が摩耗しや
すので偏摩耗を起こし、伸線時の径差が発生する。（１
１１）面は、（１１０）面に比較すれば、偏摩耗は起こ
さないが、劈開である水平割れが発生しやすい。（１０
０）面は、割れに対して最も強いが耐摩耗性が低い。な
お、本発明で、ダイヤモンド単結晶の粒径を１００μｍ
以上としたのは、得ようとする鋼線の直径が０．０５ｍ
ｍ以上であることによる。
０）面は、耐摩耗性は高いが、対向する２面が摩耗しや
すので偏摩耗を起こし、伸線時の径差が発生する。（１
１１）面は、（１１０）面に比較すれば、偏摩耗は起こ
さないが、劈開である水平割れが発生しやすい。（１０
０）面は、割れに対して最も強いが耐摩耗性が低い。な
お、本発明で、ダイヤモンド単結晶の粒径を１００μｍ
以上としたのは、得ようとする鋼線の直径が０．０５ｍ
ｍ以上であることによる。
【００１９】本発明に用いるダイヤモンド粒子の平均粒
子径は、１〜５０μｍの間が望ましい。粒子が５０μｍ
を越えると、高強度ダイヤモンド複合体の上下面などの
研磨に時間がかかる。また、１μｍ以下の平均粒子径の
場合は、ダイヤモンドの含有量が９５体積％含有するダ
イヤモンド焼結体を得ることが難しい。望ましくは、ダ
イヤモンド粒子の平均粒子径は１〜１５μｍである。
子径は、１〜５０μｍの間が望ましい。粒子が５０μｍ
を越えると、高強度ダイヤモンド複合体の上下面などの
研磨に時間がかかる。また、１μｍ以下の平均粒子径の
場合は、ダイヤモンドの含有量が９５体積％含有するダ
イヤモンド焼結体を得ることが難しい。望ましくは、ダ
イヤモンド粒子の平均粒子径は１〜１５μｍである。
【００２０】焼結の過程でダイヤモンド粒子の接触部の
ネックが次第に成長して、ダイヤモンド同士が強固に結
合した構造となる。このとき、金属Ｃｏは、炭素からダ
イヤモンドへの変換を促進する触媒の働きを有する。従
って、ダイヤモンド焼結体は、強固に結合したダイヤモ
ンド粒子の間に金属Ｃｏが網の目のように分散した組織
となっている。このような焼結体から、焼結体中の金属
成分であるＣｏを除去すると、ダイヤモンド単結晶とほ
ぼ同等の特性を持つダイヤモンドとなる。表面とつなが
っている金属は酸により容易に除去できる。逆に金属が
ダイヤモンドの中に閉じこめられていて表面とつながっ
ていないときは、酸で除去できない。またインクボトル
のような金属も除去しにくい。実質的に金属を除去した
という意味は上記の事項を指したものである。
ネックが次第に成長して、ダイヤモンド同士が強固に結
合した構造となる。このとき、金属Ｃｏは、炭素からダ
イヤモンドへの変換を促進する触媒の働きを有する。従
って、ダイヤモンド焼結体は、強固に結合したダイヤモ
ンド粒子の間に金属Ｃｏが網の目のように分散した組織
となっている。このような焼結体から、焼結体中の金属
成分であるＣｏを除去すると、ダイヤモンド単結晶とほ
ぼ同等の特性を持つダイヤモンドとなる。表面とつなが
っている金属は酸により容易に除去できる。逆に金属が
ダイヤモンドの中に閉じこめられていて表面とつながっ
ていないときは、酸で除去できない。またインクボトル
のような金属も除去しにくい。実質的に金属を除去した
という意味は上記の事項を指したものである。
【００２１】Ｃｏは、グラファイトとダイヤモンドの変
換触媒なので、この金属を残したまま温度を高めると、
ダイヤモンドがグラファイトに変換しやすくなる。金属
を除去してあると、温度を高めてもグラファイトへの変
換は少ないので、高温の条件でも高強度ダイヤモンド複
合体をダイスにでマウントできる。
換触媒なので、この金属を残したまま温度を高めると、
ダイヤモンドがグラファイトに変換しやすくなる。金属
を除去してあると、温度を高めてもグラファイトへの変
換は少ないので、高温の条件でも高強度ダイヤモンド複
合体をダイスにでマウントできる。
【００２２】超硬合金などは、ダイヤモンド焼結体や、
ダイヤモンド単結晶に比べて熱膨張係数が大きいので、
本発明のように外周部にこれらの材料を配置した場合、
中のダイヤモンド焼結体を締め付ける効果がある。
ダイヤモンド単結晶に比べて熱膨張係数が大きいので、
本発明のように外周部にこれらの材料を配置した場合、
中のダイヤモンド焼結体を締め付ける効果がある。
【００２３】本発明のように０．８ｍｍ以下の直径を持
つ線材を伸線する場合、伸線される線の断面積の概略１
０から３０倍の面積を持つダイヤモンド単結晶の面が必
要である。また、超硬合金やサーメットで周囲を包囲す
る構造の場合は、ダイヤモンド単結晶の面積に比べて、
線材の面積は４〜１０倍である。従って、本発明に用い
ることが出来るダイヤモンド単結晶の大きさの上限は、
上記から概略決めることが出来る。このようにして得ら
れた、高強度ダイヤモンド複合体は、単に高強度鋼線の
みでなく、Ｗや金などの伸線にも使用出来る。
つ線材を伸線する場合、伸線される線の断面積の概略１
０から３０倍の面積を持つダイヤモンド単結晶の面が必
要である。また、超硬合金やサーメットで周囲を包囲す
る構造の場合は、ダイヤモンド単結晶の面積に比べて、
線材の面積は４〜１０倍である。従って、本発明に用い
ることが出来るダイヤモンド単結晶の大きさの上限は、
上記から概略決めることが出来る。このようにして得ら
れた、高強度ダイヤモンド複合体は、単に高強度鋼線の
みでなく、Ｗや金などの伸線にも使用出来る。
【００２４】
【実施例】実施例１
粒度２μｍのダイヤモンド粉末を８５体積％、結合材で
あるＣｏ粉末を体積で１５％を秤量して、ボールミルに
て混合しダイヤモンド焼結体用原料粉末を製作した。次
に超硬合金製の直径２５ｍｍの容器中にダイヤモンド焼
結体用原料粉末を充填しその上に１．０ｍｍ×１．０ｍ
ｍ×０．６ｍｍの板状のダイヤモンド単結晶を、（１１
１）面が上になるように配置した。次に、その上にダイ
ヤモンド焼結体用原料を追加し、更に金属Ｃｏの板を置
き、その上に超硬合金板で蓋をしてカプセルを製作し
た。その断面図を、図１に示す。
あるＣｏ粉末を体積で１５％を秤量して、ボールミルに
て混合しダイヤモンド焼結体用原料粉末を製作した。次
に超硬合金製の直径２５ｍｍの容器中にダイヤモンド焼
結体用原料粉末を充填しその上に１．０ｍｍ×１．０ｍ
ｍ×０．６ｍｍの板状のダイヤモンド単結晶を、（１１
１）面が上になるように配置した。次に、その上にダイ
ヤモンド焼結体用原料を追加し、更に金属Ｃｏの板を置
き、その上に超硬合金板で蓋をしてカプセルを製作し
た。その断面図を、図１に示す。
【００２５】発明者は、このカプセルを超高圧高温発生
装置を用いて５Ｇｐａまで加圧した後、１５００℃まで
昇温し１５分間保持した。その後、圧力と温度を常温常
圧に戻して、該カプセルを回収し、ダイヤモンド単結晶
の（１１１）面が、上下面に現れるように加工し、ダイ
ヤモンド複合体を製作した。超硬合金を除去するのは、
研削加工が適している。ダイヤモンド焼結体を除去する
のは、研削に時間がかかるので放電加工が適している。
外周部が超硬合金でその直径は８．１ｍｍ、ダイヤモン
ド焼結体部の直径は４ｍｍ、厚さは２．９ｍｍの図２に
示す円板であった。 得られた高強度ダイヤモンド複合
体は、８５体積％のダイヤモンドを含有していた。これ
を試料１とした。
装置を用いて５Ｇｐａまで加圧した後、１５００℃まで
昇温し１５分間保持した。その後、圧力と温度を常温常
圧に戻して、該カプセルを回収し、ダイヤモンド単結晶
の（１１１）面が、上下面に現れるように加工し、ダイ
ヤモンド複合体を製作した。超硬合金を除去するのは、
研削加工が適している。ダイヤモンド焼結体を除去する
のは、研削に時間がかかるので放電加工が適している。
外周部が超硬合金でその直径は８．１ｍｍ、ダイヤモン
ド焼結体部の直径は４ｍｍ、厚さは２．９ｍｍの図２に
示す円板であった。 得られた高強度ダイヤモンド複合
体は、８５体積％のダイヤモンドを含有していた。これ
を試料１とした。
【００２６】実施例２
粒度１０μｍのダイヤモンド粉末を９０体積％、結合材
であるＣｏ粉末１０体積％をボールミルにて混合してダ
イヤモンド焼結体用原料粉末を作成した。次にＴａ容器
中にこのダイヤモンド焼結体用原料粉末を充填しその中
に０．８ｍｍ×０．８ｍｍ×０．４ｍｍの板状のダイヤ
モンド単結晶を（１１０）面を上にして配置した。その
上に上記のダイヤモンド焼結体用原料粉末を追加して、
更にその上に金属Ｃｏ板を置き、金属Ｔａ板で蓋をして
カプセルを製作した。
であるＣｏ粉末１０体積％をボールミルにて混合してダ
イヤモンド焼結体用原料粉末を作成した。次にＴａ容器
中にこのダイヤモンド焼結体用原料粉末を充填しその中
に０．８ｍｍ×０．８ｍｍ×０．４ｍｍの板状のダイヤ
モンド単結晶を（１１０）面を上にして配置した。その
上に上記のダイヤモンド焼結体用原料粉末を追加して、
更にその上に金属Ｃｏ板を置き、金属Ｔａ板で蓋をして
カプセルを製作した。
【００２７】このカプセルを超高圧高温発生装置を用い
て５Ｇｐａまで加圧した後、１５００℃まで昇温し１５
分間保持した。その後、圧力と温度を常温常圧に戻し、
該カプセルを回収した。上の面にダイヤモンド単結晶の
（１１０）面が出るように、Ｔａを研削除去し、ダイヤ
モンド焼結体を放電加工しで除去し、図３に示す外径が
５．２ｍｍ、厚さが２．５ｍｍの板状の高強度ダイヤモ
ンド複合体を製作した。得られたダイヤモンド複合体
は、９０体積％のダイヤモンドを含有していた。これを
試料２とした。また、ダイヤモンド単結晶の上になる面
が（１１０）面ではなく（１００）面であり、その他は
試料２と同様にして作成されたものを試料３とした。
て５Ｇｐａまで加圧した後、１５００℃まで昇温し１５
分間保持した。その後、圧力と温度を常温常圧に戻し、
該カプセルを回収した。上の面にダイヤモンド単結晶の
（１１０）面が出るように、Ｔａを研削除去し、ダイヤ
モンド焼結体を放電加工しで除去し、図３に示す外径が
５．２ｍｍ、厚さが２．５ｍｍの板状の高強度ダイヤモ
ンド複合体を製作した。得られたダイヤモンド複合体
は、９０体積％のダイヤモンドを含有していた。これを
試料２とした。また、ダイヤモンド単結晶の上になる面
が（１１０）面ではなく（１００）面であり、その他は
試料２と同様にして作成されたものを試料３とした。
【００２８】実施例３
実施例２にて製作した高強度ダイヤモンド複合体を塩
酸、硝酸にて酸処理して金属成分を除去した。塩酸、硝
酸いずれの酸を用いても、金属成分を除去できた。この
ダイヤモンド複合体を大気中、１０００℃にて１０分間
加熱したが、ダイヤモンドの炭化や亀裂等は見られなか
った。これを試料４とした。酸を除去する場合、外周部
に超硬合金を有するものには適していない。
酸、硝酸にて酸処理して金属成分を除去した。塩酸、硝
酸いずれの酸を用いても、金属成分を除去できた。この
ダイヤモンド複合体を大気中、１０００℃にて１０分間
加熱したが、ダイヤモンドの炭化や亀裂等は見られなか
った。これを試料４とした。酸を除去する場合、外周部
に超硬合金を有するものには適していない。
【００２９】実施例４
実施例１から２で製作した高強度ダイヤモンド複合体
を、ＣｕとＮＩの金属合金粉末でステンレスケースに６
５０℃で焼結マウントした。また、実施例３で製作した
高強度ダイヤモンド複合体は、１０００℃でマウントし
た。これら二つの試料に、更にレーザーによる下穴、超
音波研磨によるダイス用の穴を加工した。リダクション
角度が１４゜、ベアリング長さが１ｍｍ、リリーフ各２
０゜で、仕上がり線径は０．２ｍｍであった。これらの
ダイスを使用して真鍮メッキされた高強度鋼線を伸線し
たところ、従来は伸線量０．５トンで破損していたダイ
スが欠損無く表１に示す伸線量まで伸線できた。
を、ＣｕとＮＩの金属合金粉末でステンレスケースに６
５０℃で焼結マウントした。また、実施例３で製作した
高強度ダイヤモンド複合体は、１０００℃でマウントし
た。これら二つの試料に、更にレーザーによる下穴、超
音波研磨によるダイス用の穴を加工した。リダクション
角度が１４゜、ベアリング長さが１ｍｍ、リリーフ各２
０゜で、仕上がり線径は０．２ｍｍであった。これらの
ダイスを使用して真鍮メッキされた高強度鋼線を伸線し
たところ、従来は伸線量０．５トンで破損していたダイ
スが欠損無く表１に示す伸線量まで伸線できた。
【表１】
【００３０】
【発明の効果】本発明によれば、真鍮でメッキされた高
強度鋼線をダイヤモンド単結晶で伸線出来るので、表面
が美しく、線径のバラツキが小さい鋼線を生産すること
が出来る。また、寿命の長い単結晶ダイヤモンドダイス
を提供するものである。
強度鋼線をダイヤモンド単結晶で伸線出来るので、表面
が美しく、線径のバラツキが小さい鋼線を生産すること
が出来る。また、寿命の長い単結晶ダイヤモンドダイス
を提供するものである。
【図１】本発明の高強度ダイヤモンド複合体を製作する
過程の図で、焼結前の状態の断面図である。
過程の図で、焼結前の状態の断面図である。
【図２】本発明の高強度ダイヤモンド複合体の１例であ
って、実施例１で得たものである。
って、実施例１で得たものである。
【図３】本発明の高強度ダイヤモンド複合体であって、
実施例２で得たものである。
実施例２で得たものである。
１：ダイヤモンド単結晶
２：ダイヤモンド焼結体
３：超硬合金
Claims (8)
- 【請求項１】 高強度ダイヤモンド複合体は、ダイヤモ
ンド焼結体とダイヤモンド単結晶からなり、板状であっ
て、その中心部に一つのダイヤモンド単結晶を有し、前
記ダイヤモンド焼結体がダイヤモンドを７０から９５体
積％含有し、前記ダイヤモンド単結晶が、粒径１００μ
ｍ以上であって、前記板状の上下面のいずれかに平行な
ダイヤモンド単結晶の面を有していることを特徴とする
高強度ダイヤモンド複合体。 - 【請求項２】 前記板状の上下面のいずれかに平行なダ
イヤモンド単結晶の面が、前記板状の高強度ダイヤモン
ド複合体の上下いずれかの面に現れていることを特徴と
する請求項１記載の高強度ダイヤモンド複合体。 - 【請求項３】 前記板状の上下面のいずれかに平行なダ
イヤモンド単結晶の面が、（１１１）、（１１０）又は
（１００）面であることを特徴とする請求項１乃至２の
いずれかの高強度ダイヤモンド複合体。 - 【請求項４】 前記ダイヤモンド焼結体中のダイヤモン
ドの平均粒子径が１μｍから５０μｍであることを特徴
とする請求項１乃至３のいずれかの高強度ダイヤモンド
複合体。 - 【請求項５】 ダイヤモンド焼結体が実質的に金属成分
を含まないことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか
に記載の高強度ダイヤモンド複合体。 - 【請求項６】 前記高強度ダイヤモンド複合体の外周部
が、超硬合金又はサーメットからなることを特徴とする
請求項１乃至２のいずれかの高強度ダイヤモンド複合
体。 - 【請求項７】 カプセル中にダイヤモンド単結晶を置
き、その周囲にダイヤモンド粉末と結合材を充填し、該
カプセルを５０ＭＰａ以上６ＧＰａ以下の圧力、１１０
０℃以上１６００℃以下の温度で処理し、タイヤモンド
単結晶の周囲をダイヤモンド焼結体で包囲するように焼
結し、その後に圧力と温度を常圧、常温に戻しカプセル
を回収し、少なくとも単結晶の一つの面が板状のダイヤ
モンド焼結体の片面に現れるようにカプセルとダイヤモ
ンド焼結体を除去することを特徴とする高強度ダイヤモ
ンド複合体の製造方法 - 【請求項８】 高強度ダイヤモンド複合体がダイヤモン
ド焼結体とダイヤモンド単結晶からなり、前記ダイヤモ
ンド焼結体が、ダイヤモンドを７０から９５体積％含有
し、板状であって、その中心部に一つのダイヤモンド単
結晶を有し、前記ダイヤモンド単結晶は、その粒径が１
００μｍ以上であって、板状のダイヤモンド焼結体の上
下面に現れるダイヤモンド単結晶の面が（１１１）、
（１１０）または（１００）面で、前記ダイヤモンド単
結晶の中心部に伸線用の穴を有することを特徴とする高
強度ダイヤモンド複合体を用いた伸線用ダイス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002059885A JP2003260510A (ja) | 2002-03-06 | 2002-03-06 | 高強度ダイヤモンド複合体とその製造方法及びそれを用いた伸線用ダイス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002059885A JP2003260510A (ja) | 2002-03-06 | 2002-03-06 | 高強度ダイヤモンド複合体とその製造方法及びそれを用いた伸線用ダイス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003260510A true JP2003260510A (ja) | 2003-09-16 |
Family
ID=28669413
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002059885A Withdrawn JP2003260510A (ja) | 2002-03-06 | 2002-03-06 | 高強度ダイヤモンド複合体とその製造方法及びそれを用いた伸線用ダイス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003260510A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2018025650A1 (ja) * | 2016-08-02 | 2019-01-31 | 株式会社アライドマテリアル | ダイス装置 |
| WO2020004373A1 (ja) * | 2018-06-27 | 2020-01-02 | 住友電工ハードメタル株式会社 | 貫通孔付工具、ダイヤモンド部品、及び、ダイヤモンド素材 |
-
2002
- 2002-03-06 JP JP2002059885A patent/JP2003260510A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2018025650A1 (ja) * | 2016-08-02 | 2019-01-31 | 株式会社アライドマテリアル | ダイス装置 |
| WO2020004373A1 (ja) * | 2018-06-27 | 2020-01-02 | 住友電工ハードメタル株式会社 | 貫通孔付工具、ダイヤモンド部品、及び、ダイヤモンド素材 |
| CN112351843A (zh) * | 2018-06-27 | 2021-02-09 | 住友电工硬质合金株式会社 | 具有贯通孔的工具、金刚石部件和金刚石材料 |
| JPWO2020004373A1 (ja) * | 2018-06-27 | 2021-08-05 | 住友電工ハードメタル株式会社 | 貫通孔付工具、ダイヤモンド部品、及び、ダイヤモンド素材 |
| EP3815806A4 (en) * | 2018-06-27 | 2022-04-06 | Sumitomo Electric Hardmetal Corp. | THROUGH HOLE TOOL, DIAMOND COMPONENT AND DIAMOND MATERIAL |
| CN112351843B (zh) * | 2018-06-27 | 2024-05-14 | 住友电工硬质合金株式会社 | 具有贯通孔的工具、金刚石部件和金刚石材料 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20180162779A1 (en) | Cutting tool insert | |
| EP0352811A1 (en) | Thermally stable superabrasive products and methods of manufacture thereof | |
| KR100413910B1 (ko) | 와이어 인발 가공 다이용 블랭크, 와이어 인발 가공 다이 및 와이어 인발 가공 다이용 블랭크의 고압/고온(hp/ht)제조방법 | |
| KR20110015655A (ko) | 다결정성 다이아몬드 콤팩트의 제조 방법 | |
| JPH11239977A (ja) | ろう付け時の破損の低減した多結晶質ダイヤモンド成形体カッタ― | |
| JP2010514921A (ja) | スパッタリングターゲット修復用の方法 | |
| JP4297987B2 (ja) | 高強度微粒ダイヤモンド焼結体およびそれを用いた工具 | |
| JP4398366B2 (ja) | ダイヤモンド焼結体ダイス用素材及びダイヤモンド焼結体ダイス | |
| JP2003260510A (ja) | 高強度ダイヤモンド複合体とその製造方法及びそれを用いた伸線用ダイス | |
| JPS58181768A (ja) | 多結晶質圧縮体を製造するための改良された掃通法 | |
| US20190275642A1 (en) | Polycrystalline diamond construction and method for making same | |
| JP2020059079A (ja) | 焼結材分割体、焼結材分割体を用いた切削工具要素及びその製造方法 | |
| CN114787315B (zh) | 易破碎性金刚石磨粒及其制造方法 | |
| JPS61127846A (ja) | 高硬度焼結体及びその製造方法 | |
| RU2625693C2 (ru) | Способ получения поликристаллических алмазных материалов | |
| JPS62872B2 (ja) | ||
| JPS6216724B2 (ja) | ||
| JPS6216725B2 (ja) | ||
| JPS6254520A (ja) | 線引きダイス用複合焼結体 | |
| CA1206340A (en) | Sweep through process for making polycrystalline compacts | |
| JPS6011278A (ja) | ダイヤモンド焼結複合体の製造法 | |
| JP2003160803A (ja) | 超砥粒焼結体ブロックの製法 | |
| JPH0742489B2 (ja) | 複合焼結材料からなる工具または硬質頭部を有する耐磨耗性部品 | |
| JPH05320812A (ja) | ダイヤモンド焼結体及び製造方法、並びにその製造の際に用いられる触媒 | |
| JPS6121186B2 (ja) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050510 |