JP2702024B2 - 複合ダイヤモンド研磨材成形体を生産する方法 - Google Patents
複合ダイヤモンド研磨材成形体を生産する方法Info
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
- B24D3/00—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
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- B22F7/06—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02C—SPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
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- G02C7/04—Contact lenses for the eyes
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は複合ダイヤモンド研磨材
成形体に関する。
成形体に関する。
【0002】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】複合
ダイヤモンド研磨材成形体は超硬合金サブスレート即ち
支持体に結合されたダイヤモンド成形体から構成され
る。そのような成形体は当業者によく知られておりそし
て特許及びその他文献において広範囲に亙って説明され
ている。それらは、また、広く商業的に使用されてい
る。
ダイヤモンド研磨材成形体は超硬合金サブスレート即ち
支持体に結合されたダイヤモンド成形体から構成され
る。そのような成形体は当業者によく知られておりそし
て特許及びその他文献において広範囲に亙って説明され
ている。それらは、また、広く商業的に使用されてい
る。
【0003】複合ダイヤモンド研磨材成形体は、一般的
に、結合されていない組立体を形成するようにダイヤモ
ンド粒子の層を超硬合金本体上に配置することと、そし
て次に前記結合されていない組立体をダイヤモンドが結
晶学的に安定している高温高圧条件下に維持することに
よって製作される。超硬合金サブストレート即ち超硬合
金基体のコバルトは成形体製造間にダイヤモンド粒子層
中に浸透する。そうしている間に、超硬合金サブストレ
ート即ち超硬合金基体はそれからコバルトを奪われて、
前記サブストレート即ち基体に応力を生じる。これら応
力は前記複合成形体をその使用中に破損させる恐れがあ
る。
に、結合されていない組立体を形成するようにダイヤモ
ンド粒子の層を超硬合金本体上に配置することと、そし
て次に前記結合されていない組立体をダイヤモンドが結
晶学的に安定している高温高圧条件下に維持することに
よって製作される。超硬合金サブストレート即ち超硬合
金基体のコバルトは成形体製造間にダイヤモンド粒子層
中に浸透する。そうしている間に、超硬合金サブストレ
ート即ち超硬合金基体はそれからコバルトを奪われて、
前記サブストレート即ち基体に応力を生じる。これら応
力は前記複合成形体をその使用中に破損させる恐れがあ
る。
【0004】米国特許明細書第3745623号には複
合ダイヤモンド研磨材成形体を作る一方法が説明され
る。前記方法の一実施例においては、ダイヤモンド粉ミ
ックスへの(超硬合金サブストレートのための)炭化物
−コバルト粉ミックスからの遷移は急速でない。それに
代えて、炭化物−コバルト層とダイヤモンド層との間に
遷移層が設けられる。該遷移層は応力集中を最小限にす
るように段階化ミックスに炭化物−コバルト粉とダイヤ
モンド粗粉の両方を包含する。
合ダイヤモンド研磨材成形体を作る一方法が説明され
る。前記方法の一実施例においては、ダイヤモンド粉ミ
ックスへの(超硬合金サブストレートのための)炭化物
−コバルト粉ミックスからの遷移は急速でない。それに
代えて、炭化物−コバルト層とダイヤモンド層との間に
遷移層が設けられる。該遷移層は応力集中を最小限にす
るように段階化ミックスに炭化物−コバルト粉とダイヤ
モンド粗粉の両方を包含する。
【0005】米国特許第4802895号に開示される
複合ダイヤモンド研磨材成形体を作る方法においては、
微細炭化物粉の薄層が超硬合金本体の面に配置されそし
て粉化コバルトと混合された微細ダイヤモンド粒子層が
炭化物粉層上に配置される。次いで、前記結合されてい
ない組立体は、高温高圧の通常の条件下に維持され、そ
れにより複合ダイヤモンド研磨材成形体が生産される。
複合ダイヤモンド研磨材成形体を作る方法においては、
微細炭化物粉の薄層が超硬合金本体の面に配置されそし
て粉化コバルトと混合された微細ダイヤモンド粒子層が
炭化物粉層上に配置される。次いで、前記結合されてい
ない組立体は、高温高圧の通常の条件下に維持され、そ
れにより複合ダイヤモンド研磨材成形体が生産される。
【0006】米国特許第4311490号に開示される
複合ダイヤモンド研磨材成形体を作る一方法において
は、ダイヤモンド層は、粗粉層が触媒金属に最も近接し
ておりそして細粉層が触媒金属から最も遠く位置されて
いる2層から構成される。コバルトの給源は超硬合金サ
ブストレートである。
複合ダイヤモンド研磨材成形体を作る一方法において
は、ダイヤモンド層は、粗粉層が触媒金属に最も近接し
ておりそして細粉層が触媒金属から最も遠く位置されて
いる2層から構成される。コバルトの給源は超硬合金サ
ブストレートである。
【0007】米国特許第4403015号に開示される
複合研磨材成形体を作る一方法においては、成形体と超
硬合金サブストレートとの間に中間結合層が位置され
る。この中間結合層は70体積%より小さい量の立方晶
窒化硼素を有し、残部は周期表のIVa、Va、VIa
遷移金属の炭化物、窒化物、窒化炭素または硼化物のな
かから選択された化合物、それらの混合物、またはそれ
らの相互固溶体化合物から主として構成される。
複合研磨材成形体を作る一方法においては、成形体と超
硬合金サブストレートとの間に中間結合層が位置され
る。この中間結合層は70体積%より小さい量の立方晶
窒化硼素を有し、残部は周期表のIVa、Va、VIa
遷移金属の炭化物、窒化物、窒化炭素または硼化物のな
かから選択された化合物、それらの混合物、またはそれ
らの相互固溶体化合物から主として構成される。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明に従って、複合ダ
イヤモンド研磨材成形体を生産する方法であって、超硬
合金本体、該本体の面上に位置される触媒金属層、該触
媒金属層上に単独にまたは他の粒子と混合して位置され
る炭化物粒子層、および該炭化物粒子層上に位置される
ダイヤモンド粒子層を有する結合されていない組立体を
形成する過程と、前記結合されていない組立体を前記複
合ダイヤモンド研磨材成形体を形成するように高温且つ
高圧の好適条件下に維持する過程とを有する一方法が提
供される。
イヤモンド研磨材成形体を生産する方法であって、超硬
合金本体、該本体の面上に位置される触媒金属層、該触
媒金属層上に単独にまたは他の粒子と混合して位置され
る炭化物粒子層、および該炭化物粒子層上に位置される
ダイヤモンド粒子層を有する結合されていない組立体を
形成する過程と、前記結合されていない組立体を前記複
合ダイヤモンド研磨材成形体を形成するように高温且つ
高圧の好適条件下に維持する過程とを有する一方法が提
供される。
【0009】
【実施例】触媒金属はフィルム、シム、ディスクまたは
粉末の形式で提供され得る。それはシムまたはディスク
形式で提供されることが好ましい。触媒金属は当業者に
知られている任意のものでよいが、好ましくは、ニッケ
ル、コバルトまたは鉄またはこれら金属の一つまたは複
数を含有する合金である。
粉末の形式で提供され得る。それはシムまたはディスク
形式で提供されることが好ましい。触媒金属は当業者に
知られている任意のものでよいが、好ましくは、ニッケ
ル、コバルトまたは鉄またはこれら金属の一つまたは複
数を含有する合金である。
【0010】炭化物粒子層の粒子は炭化物粒子のみか
ら、またはダイヤモンド、立方晶窒化硼素などの粒子と
混合された炭化物粒子から構成され得る。炭化物粒子層
は粒子の形式であり得または揮発され得る非金属性結合
剤による結合された形式であり得る。
ら、またはダイヤモンド、立方晶窒化硼素などの粒子と
混合された炭化物粒子から構成され得る。炭化物粒子層
は粒子の形式であり得または揮発され得る非金属性結合
剤による結合された形式であり得る。
【0011】ダイヤモンド層は粒子の形式または揮発さ
れ得る非金属性結合剤によって結合された形式であり得
る。ダイヤモンド層はダイヤモンド成形体の形成に不利
に影響しないその他の粒子を含有し得る。
れ得る非金属性結合剤によって結合された形式であり得
る。ダイヤモンド層はダイヤモンド成形体の形成に不利
に影響しないその他の粒子を含有し得る。
【0012】炭化物粒子および/またはダイヤモンド粒
子が結合された形式で提供されるときは、それらは粒子
を好適な有機結合剤、例えばセルロース、と混合しそし
て混合物を焼結することによって結合される。
子が結合された形式で提供されるときは、それらは粒子
を好適な有機結合剤、例えばセルロース、と混合しそし
て混合物を焼結することによって結合される。
【0013】次ぎに、添付図面を参照して本発明の一実
施例が説明される。図面を参照すると、下面12と上面
14とを有する超硬合金本体10が図示される。凹所1
6が上面14に形成される。
施例が説明される。図面を参照すると、下面12と上面
14とを有する超硬合金本体10が図示される。凹所1
6が上面14に形成される。
【0014】前記凹所16には3個の独立した層が配置
される。第1の層18は前記本体10の面20と接触し
ておりそしてそれはコバルトシムである。第2の層22
は結合された炭化物粒子である。第3の層24は結合さ
れたダイヤモンド粒子の層である。
される。第1の層18は前記本体10の面20と接触し
ておりそしてそれはコバルトシムである。第2の層22
は結合された炭化物粒子である。第3の層24は結合さ
れたダイヤモンド粒子の層である。
【0015】第2及び第3の層22、24は、ともに、
先ず特定の粒子をメチルセルロースと混合しそして次ぎ
に混合物を100℃のオーダーの温度まで加熱して焼結
塊体を成形することによって作られる。次ぎにこの焼結
塊体が凹所内に配置される。
先ず特定の粒子をメチルセルロースと混合しそして次ぎ
に混合物を100℃のオーダーの温度まで加熱して焼結
塊体を成形することによって作られる。次ぎにこの焼結
塊体が凹所内に配置される。
【0016】結合されていない組立体は約300℃の温
度まで加熱される。これは層22、24からメチルセル
ロース結合剤を追放する即ち揮発させる効果を有する。
次いで、前記組立体は反応カプセル内に装填される。装
填されたカプセルは高温/高圧装置の反応区域内に配置
される。カプセルの内容物は1500℃の温度と50キ
ロバールの圧力とを受けさせられ、これら高温高圧状態
は約15分間維持される。この時間内に、層18からの
コバルトは層22、24の両方に浸透してこれら層にお
いてそれぞれ超硬合金とダイヤモンド成形体とを生じさ
せる。超硬合金本体10中へのコバルトの若干の浸透が
生じる。強力な結合が層22と層24との間と、層22
と本体10との間とに生じる。
度まで加熱される。これは層22、24からメチルセル
ロース結合剤を追放する即ち揮発させる効果を有する。
次いで、前記組立体は反応カプセル内に装填される。装
填されたカプセルは高温/高圧装置の反応区域内に配置
される。カプセルの内容物は1500℃の温度と50キ
ロバールの圧力とを受けさせられ、これら高温高圧状態
は約15分間維持される。この時間内に、層18からの
コバルトは層22、24の両方に浸透してこれら層にお
いてそれぞれ超硬合金とダイヤモンド成形体とを生じさ
せる。超硬合金本体10中へのコバルトの若干の浸透が
生じる。強力な結合が層22と層24との間と、層22
と本体10との間とに生じる。
【0017】次ぎに、結合された製作物は在来の技術を
使用して前記反応カプセルから回収される。本体10の
側部26は例えば研削によって点線位置まで除去され、
それにより複合ダイヤモンド研磨材成形体が生産され
る。
使用して前記反応カプセルから回収される。本体10の
側部26は例えば研削によって点線位置まで除去され、
それにより複合ダイヤモンド研磨材成形体が生産され
る。
【0018】複合ダイヤモンド研磨材成形体の製作にお
ける独立した層18、22、24の使用は、超硬合金本
体10の性質と焼結炭化物の層22の性質とが、熱膨張
係数の点において厳密に釣り合わされることにおいて重
要な利点を有する。それに加えて、同時に焼結する、即
ち、バイメタル効果を最小限にする焼結炭化物の層22
およびダイヤモンド成形体のはたらきは、在来の方法に
よって作られる複合ダイヤモンド研磨材成形体より著し
く低い残留応力レベルを示す最終製品を生む。
ける独立した層18、22、24の使用は、超硬合金本
体10の性質と焼結炭化物の層22の性質とが、熱膨張
係数の点において厳密に釣り合わされることにおいて重
要な利点を有する。それに加えて、同時に焼結する、即
ち、バイメタル効果を最小限にする焼結炭化物の層22
およびダイヤモンド成形体のはたらきは、在来の方法に
よって作られる複合ダイヤモンド研磨材成形体より著し
く低い残留応力レベルを示す最終製品を生む。
【0019】図2は本発明の第2の実施例であって弾丸
形の複合ダイヤモンド研磨材成形体が生産されるものを
図示する。使用される方法は図1の実施例のためのそれ
と同一であり、そして同じ部品は同じ符号を有する。結
合されていない組立体は相補形にされたカプセル内に配
置されそして高温/高圧装置の反応区域内に挿入され
る。
形の複合ダイヤモンド研磨材成形体が生産されるものを
図示する。使用される方法は図1の実施例のためのそれ
と同一であり、そして同じ部品は同じ符号を有する。結
合されていない組立体は相補形にされたカプセル内に配
置されそして高温/高圧装置の反応区域内に挿入され
る。
【図1】本発明の第1の実施例で使用される結合されて
いない組立体であって複合ダイヤモンド研磨材成形体を
形成するものの断面図。
いない組立体であって複合ダイヤモンド研磨材成形体を
形成するものの断面図。
【図2】弾丸形の複合ダイヤモンド研磨材成形体を作る
第2の実施例で使用される結合されていない組立体の断
面図。
第2の実施例で使用される結合されていない組立体の断
面図。
10 超硬合金本体 16 凹所 18 第1の層 20 面 22 第2の層 24 第3の層 26 側部
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C22C 26/00 C22C 26/00 (72)発明者 ピーター ノエル トムリンソン 南アフリカ国トランスバール,ヨハネス ブルグ,モンデオー,エンフォード ロ ード 315 (72)発明者 トレバー ジョン マーテル 南アフリカ国トランスバール,ウェルテ ブレデン パーク,ベイル ロード,エ リカ プレース 8 (56)参考文献 特開 昭61−293769(JP,A) 特開 平2−199072(JP,A)
Claims (9)
- 【請求項1】 複合ダイヤモンド研磨材成形体を生産す
る方法であって、超硬合金本体、該本体の面上に位置さ
れる触媒金属層、該触媒金属層上に単独にまたは他の粒
子と混合して位置される炭化物粒子層、および該炭化物
粒子層上に位置されるダイヤモンド粒子層を有する結合
されていない組立体を形成する過程と、前記結合されて
いない組立体を前記複合ダイヤモンド研磨材成形体を形
成するように高温且つ高圧の好適条件下に維持する過程
とを有する一方法。 - 【請求項2】 請求項1に記載される方法において、触
媒金属層がフィルム、シム、ディスクまたは粉の形式で
提供される複合ダイヤモンド研磨材成形体を生産する方
法。 - 【請求項3】 請求項1または2に記載される方法にお
いて、触媒金属がニッケル、コバルトまたは鉄またはこ
れら金属の一つまたは複数を含有する合金である複合ダ
イヤモンド研磨材成形体を生産する方法。 - 【請求項4】 請求項1から請求項3の何れか一つの項
に記載される方法において、炭化物粒子層が粒状形式で
ある複合ダイヤモンド研磨材成形体を生産する方法。 - 【請求項5】 請求項1から請求項3の何れか一つの項
に記載される方法において、炭化物粒子層が揮発され得
る非金属性結合剤によって結合されている形式にされて
いる複合ダイヤモンド研磨材成形体を生産する方法。 - 【請求項6】 請求項5に記載される方法において、非
金属性結合剤がセルロースである複合ダイヤモンド研磨
材成形体を生産する方法。 - 【請求項7】 請求項1から請求項6の何れか一つの項
に記載される方法において、ダイヤモンド層が粒状形式
である複合ダイヤモンド研磨材成形体を生産する方法。 - 【請求項8】 請求項1から請求項6の何れか一つの項
に記載される方法において、ダイヤモンド層が揮発され
得る非金属性結合剤によって結合されている形式にされ
ている複合ダイヤモンド研磨材成形体を生産する方法 - 【請求項9】 請求項8に記載される方法において、非
金属性結合剤がセルロースである複合ダイヤモンド研磨
材成形体を生産する方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
ZA907690 | 1990-09-26 | ||
ZA90/7690 | 1990-09-26 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05209168A JPH05209168A (ja) | 1993-08-20 |
JP2702024B2 true JP2702024B2 (ja) | 1998-01-21 |
Family
ID=25580322
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3318747A Expired - Fee Related JP2702024B2 (ja) | 1990-09-26 | 1991-09-26 | 複合ダイヤモンド研磨材成形体を生産する方法 |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
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