JP2716885B2 - 多層コーチングを有するダイヤモンド及びその製造方法 - Google Patents
多層コーチングを有するダイヤモンド及びその製造方法Info
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、母材中の保留を改善す
るための多層コーチングをしたダイヤモンドに関する。
るための多層コーチングをしたダイヤモンドに関する。
【0002】
【従来の技術】ダイヤモンドはのこ引き、孔あけ、目直
し、及び粉砕の用途に広く用いられている。工具本体に
つながっているニッケル、銅、鉄、コバルトもしくは錫
又はこれらの合金の母材に、ダイヤモンドは一般に結合
され又はその中に機械的に保持されている。この母材は
又フェノールホルムアルデヒドのような樹脂も含みう
る。
し、及び粉砕の用途に広く用いられている。工具本体に
つながっているニッケル、銅、鉄、コバルトもしくは錫
又はこれらの合金の母材に、ダイヤモンドは一般に結合
され又はその中に機械的に保持されている。この母材は
又フェノールホルムアルデヒドのような樹脂も含みう
る。
【0003】このダイヤモンドが研摩グリット(砥粒)
の形をとっているときは、それは、しばしば母材中に機
械的に結合されている。これは母材がグリットをとり囲
み、決まった場所に保持するものである。簡単で実際的
ではあるが、機械的結合は比較的弱く、周囲の母材が使
用中にすり減るに従って、グリットは容易に失われる。
グリットを母材中に深く埋め込み、少しだけグリットを
外に出すことによりグリットの保留は改善されうる。し
かしこれは切削効率を下げる。一般ののこ刃への応用で
は、ダイヤモンドグリットの平均露出は、全グリット高
さの20%未満である。支持する母材がすり減ってグリ
ットの3分の1以上が露出すると、グリットの損失が重
大な問題となる。始めのダイヤモンドグリットの3分の
2までが早過ぎて失われたとき、そのような切削工具の
平均寿命は減少する。
の形をとっているときは、それは、しばしば母材中に機
械的に結合されている。これは母材がグリットをとり囲
み、決まった場所に保持するものである。簡単で実際的
ではあるが、機械的結合は比較的弱く、周囲の母材が使
用中にすり減るに従って、グリットは容易に失われる。
グリットを母材中に深く埋め込み、少しだけグリットを
外に出すことによりグリットの保留は改善されうる。し
かしこれは切削効率を下げる。一般ののこ刃への応用で
は、ダイヤモンドグリットの平均露出は、全グリット高
さの20%未満である。支持する母材がすり減ってグリ
ットの3分の1以上が露出すると、グリットの損失が重
大な問題となる。始めのダイヤモンドグリットの3分の
2までが早過ぎて失われたとき、そのような切削工具の
平均寿命は減少する。
【0004】米国特許第3,871,840号から、ダ
イヤモンド粒子上にタングステンのコーチングを析出さ
せれば、青銅、青銅合金のような母材がダイヤモンド粒
子に付着する能力を高めこれによって、工具を摩耗、切
断又は粉砕の用途に使用する間この粒子を工具中に保持
することが知られている。
イヤモンド粒子上にタングステンのコーチングを析出さ
せれば、青銅、青銅合金のような母材がダイヤモンド粒
子に付着する能力を高めこれによって、工具を摩耗、切
断又は粉砕の用途に使用する間この粒子を工具中に保持
することが知られている。
【0005】加えて、グリットの保持を改善する試みの
中で、チタン又はジルコニウムのような炭化物を形成す
る遷移金属でダイヤモンド粒子をコートすることが知ら
れた。このコーチングの内面はダイヤモンドと共に炭化
物を形成する。次いで、内部の層を酸化から保護するた
めに、ニッケル又は銅のような酸化されにくい金属の第
2の層を形成することができる。
中で、チタン又はジルコニウムのような炭化物を形成す
る遷移金属でダイヤモンド粒子をコートすることが知ら
れた。このコーチングの内面はダイヤモンドと共に炭化
物を形成する。次いで、内部の層を酸化から保護するた
めに、ニッケル又は銅のような酸化されにくい金属の第
2の層を形成することができる。
【0006】クロムのような内層とニッケルのような外
層を持った2層コートしたダイヤモンドを引張試験した
ところ、内層と外層の金属の境界で破断が生ずることが
明らかとなった。このことはニッケルがその下に存在す
る炭化物と合金化していないか、さもなくばよく結合し
ていないことを示唆している。結合は又ニッケルコーチ
ング工程の間内層のクロムの酸化によって弱められう
る。
層を持った2層コートしたダイヤモンドを引張試験した
ところ、内層と外層の金属の境界で破断が生ずることが
明らかとなった。このことはニッケルがその下に存在す
る炭化物と合金化していないか、さもなくばよく結合し
ていないことを示唆している。結合は又ニッケルコーチ
ング工程の間内層のクロムの酸化によって弱められう
る。
【0007】ダイヤモンド粒子を、チタン、マンガン、
クロム、バナジウム、タングステン、モリブデン又はニ
オブで、金属蒸着によりコートすることも又知られてい
る。しかしながら、これらの炭化物形成物質はダイヤモ
ンド結晶に充分に強く結合せず、高い応力のかかる多数
の用途についてグリット保持を改善するものではない
し、これらは酸化を受け易いことが見出された。上記の
ように内層を酸化から保護するために用いられる外側金
属層は内層と適切に結合しない。
クロム、バナジウム、タングステン、モリブデン又はニ
オブで、金属蒸着によりコートすることも又知られてい
る。しかしながら、これらの炭化物形成物質はダイヤモ
ンド結晶に充分に強く結合せず、高い応力のかかる多数
の用途についてグリット保持を改善するものではない
し、これらは酸化を受け易いことが見出された。上記の
ように内層を酸化から保護するために用いられる外側金
属層は内層と適切に結合しない。
【0008】出願係属中で共通の所有者に帰する米国特
許出願第07/261,236号に示されているよう
に、最初にダイヤモンド粒子をクロムでコートし次いで
化学蒸着(以下「CVD」ということがある)技術でク
ロムの上にタングステンのコーチングを析出させること
により母材とダイヤモンド粒子の間の結合力を更に改善
しようとする試みがなされた。一般のCVD技術では、
蒸気中でクロムコートダイヤモンドを浮揚させ又は転が
す。この蒸気は一般に六弗化タングステンからなる。し
かしながら、この方法で好ましい結果が得られるが、弗
素含有ガスがクロム含有コーチングと有害に反応して弗
化クロムを生ずるという不幸な傾向があることが発見さ
れた。従って、六弗化タングステンを利用するCVD法
については、炭化クロムとタングステン層の間の弗化ク
ロムの存在によってこの層組織の強度は制限される。
許出願第07/261,236号に示されているよう
に、最初にダイヤモンド粒子をクロムでコートし次いで
化学蒸着(以下「CVD」ということがある)技術でク
ロムの上にタングステンのコーチングを析出させること
により母材とダイヤモンド粒子の間の結合力を更に改善
しようとする試みがなされた。一般のCVD技術では、
蒸気中でクロムコートダイヤモンドを浮揚させ又は転が
す。この蒸気は一般に六弗化タングステンからなる。し
かしながら、この方法で好ましい結果が得られるが、弗
素含有ガスがクロム含有コーチングと有害に反応して弗
化クロムを生ずるという不幸な傾向があることが発見さ
れた。従って、六弗化タングステンを利用するCVD法
については、炭化クロムとタングステン層の間の弗化ク
ロムの存在によってこの層組織の強度は制限される。
【0009】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】始めにダ
イヤモンドの上にクロムの層を析出させて炭化クロム層
を形成し、次いでこの炭化クロム層の上にチタンの層を
析出させることによりダイヤモンドの保持を高めうるこ
とが発見された。次いでこのチタン含有層を窒化して窒
化チタンを含む層を形成し、最後に、前記窒化チタン含
有層の表面にタングステン又はモリブデンの層を析出さ
せる。窒化チタンを含む中間層は、下に横たわる炭化ク
ロム及び上に横たわるタングステンの両方に非常によく
結合するだけでなく、タングステン析出工程の間炭化ク
ロムに対するハロゲン化物(例えば弗化物)含有ガスの
攻撃に対して保護障壁を形成する。
イヤモンドの上にクロムの層を析出させて炭化クロム層
を形成し、次いでこの炭化クロム層の上にチタンの層を
析出させることによりダイヤモンドの保持を高めうるこ
とが発見された。次いでこのチタン含有層を窒化して窒
化チタンを含む層を形成し、最後に、前記窒化チタン含
有層の表面にタングステン又はモリブデンの層を析出さ
せる。窒化チタンを含む中間層は、下に横たわる炭化ク
ロム及び上に横たわるタングステンの両方に非常によく
結合するだけでなく、タングステン析出工程の間炭化ク
ロムに対するハロゲン化物(例えば弗化物)含有ガスの
攻撃に対して保護障壁を形成する。
【0010】本発明方法によれば、クロムからなる第1
の金属コーチング層でダイヤモンドをコートする。この
クロムはダイヤモンドと反応して炭化クロム含有層を生
じ、これは下に横たわるダイヤモンドと化学的に結合す
る。検討の結果望ましい結果を得るためには、コーチン
グの厚さは少なくとも0.05μmが好ましいことが判
明した。
の金属コーチング層でダイヤモンドをコートする。この
クロムはダイヤモンドと反応して炭化クロム含有層を生
じ、これは下に横たわるダイヤモンドと化学的に結合す
る。検討の結果望ましい結果を得るためには、コーチン
グの厚さは少なくとも0.05μmが好ましいことが判
明した。
【0011】クロム層の析出と炭化クロムの形成に続い
て、該炭化クロムの外面上にチタン含有層を形成する。
次いでこのチタンは、これを窒化することによりハロゲ
ン化物含有ガス(例えば弗素)との反応に対して不動態
化する。一担窒化すれば、前記粒子をハロゲン化物(弗
化物)含有ガスに暴露する化学蒸着によって、タングス
テン又はモリブデン好ましくはタングステンのような遷
移元素のコーチングを窒化チタンの表面に形成する。
て、該炭化クロムの外面上にチタン含有層を形成する。
次いでこのチタンは、これを窒化することによりハロゲ
ン化物含有ガス(例えば弗素)との反応に対して不動態
化する。一担窒化すれば、前記粒子をハロゲン化物(弗
化物)含有ガスに暴露する化学蒸着によって、タングス
テン又はモリブデン好ましくはタングステンのような遷
移元素のコーチングを窒化チタンの表面に形成する。
【0012】始めのクロム層の析出のために種々の代替
手段をとりうる。第1の代替手段はダイヤモンドの表面
に金属蒸着(以下「MVD」ということがある。)でク
ロムを析出させる方法である。MVDにおいては、クロ
ム微粉末の層を、コートすべきダイヤモンドと混合し、
次いで炉の中で約10-6Torr の真空下に1時間以上6
00〜700℃程度の高温に加熱する。この処理は、ク
ロム粉末を蒸発させ、ダイヤモンドの表面に均一な層を
なして再析出させる。この工程の間、粒子が互いに付着
するのを防ぐため攪拌を行ってもよい。クロム粉末粒子
の粒度は325メッシュ程度が好ましい。クロム粉末を
塩化水素でコンディショニングするのはコーティング工
程の助けとなる。このコーティング工程はメタンガス雰
囲気又はアルゴンもしくは水素のような非酸化性ガスの
雰囲気の下で行ってもよい。第1のクロム層を設けるの
に他の析出法を用いることができる。
手段をとりうる。第1の代替手段はダイヤモンドの表面
に金属蒸着(以下「MVD」ということがある。)でク
ロムを析出させる方法である。MVDにおいては、クロ
ム微粉末の層を、コートすべきダイヤモンドと混合し、
次いで炉の中で約10-6Torr の真空下に1時間以上6
00〜700℃程度の高温に加熱する。この処理は、ク
ロム粉末を蒸発させ、ダイヤモンドの表面に均一な層を
なして再析出させる。この工程の間、粒子が互いに付着
するのを防ぐため攪拌を行ってもよい。クロム粉末粒子
の粒度は325メッシュ程度が好ましい。クロム粉末を
塩化水素でコンディショニングするのはコーティング工
程の助けとなる。このコーティング工程はメタンガス雰
囲気又はアルゴンもしくは水素のような非酸化性ガスの
雰囲気の下で行ってもよい。第1のクロム層を設けるの
に他の析出法を用いることができる。
【0013】他の代替手段として、例えばNaCl、CaC
l2 、及びKCl を含む塩の浴でダイヤモンドとクロム粉
末とを混合することによりクロムのコーチングを形成し
てもよい。この混合物を約650℃以上で約5分間浸漬
し、クロムを溶融塩浴中に溶解する。そしてダイヤモン
ド結晶上にクロムが層を形成する。
l2 、及びKCl を含む塩の浴でダイヤモンドとクロム粉
末とを混合することによりクロムのコーチングを形成し
てもよい。この混合物を約650℃以上で約5分間浸漬
し、クロムを溶融塩浴中に溶解する。そしてダイヤモン
ド結晶上にクロムが層を形成する。
【0014】先に示唆したように、全クロム層はダイヤ
モンド粒子の炭素と化学的に反応してダイヤモンドと結
合した炭化クロム(Cr3C2)を形成する。この結合はダイ
ヤモンドの炭素と炭化物層の間の原子と原子の結合であ
ると考えられる。
モンド粒子の炭素と化学的に反応してダイヤモンドと結
合した炭化クロム(Cr3C2)を形成する。この結合はダイ
ヤモンドの炭素と炭化物層の間の原子と原子の結合であ
ると考えられる。
【0015】クロム層の厚さの好ましい範囲は0.05
〜1μmである。もっとも5μmまでの厚さも許容でき
る。0.05〜0.30μmが最も好ましい。もしこの
金属/炭化物層が薄過ぎると、次の金属コーチングがダ
イヤモンド表面まで拡散し、クロムと置換してダイヤモ
ンドとの結合が弱いものとなるだろう。0.05μm
は、結合に適当な連続的炭化クロムコーチングを確保す
るおよそのコーチングの最小限の厚さであることが見出
された。
〜1μmである。もっとも5μmまでの厚さも許容でき
る。0.05〜0.30μmが最も好ましい。もしこの
金属/炭化物層が薄過ぎると、次の金属コーチングがダ
イヤモンド表面まで拡散し、クロムと置換してダイヤモ
ンドとの結合が弱いものとなるだろう。0.05μm
は、結合に適当な連続的炭化クロムコーチングを確保す
るおよそのコーチングの最小限の厚さであることが見出
された。
【0016】鉄含量0.1%未満の純度99.8%のク
ロム金属粉末を混合した公称直径500μmのダイヤモ
ンドグリットを用いて、720℃、10-5Torr で4〜
6時間MVD法を実施したところ、少なくとも0.05
μmのクロムコーチングを生じた。770℃で2時間M
VDを実施したところ0.10〜0.40μmのコーチ
ングを生じた。820℃及び870℃でそれぞれ2時間
MVDを実施したところそれぞれ0.30〜0.50μ
m及び0.50〜0.80μmのコーチングを生じた。
920℃で1時間MVDを実施したところ約1μmの厚
さのコーチングを生じた。
ロム金属粉末を混合した公称直径500μmのダイヤモ
ンドグリットを用いて、720℃、10-5Torr で4〜
6時間MVD法を実施したところ、少なくとも0.05
μmのクロムコーチングを生じた。770℃で2時間M
VDを実施したところ0.10〜0.40μmのコーチ
ングを生じた。820℃及び870℃でそれぞれ2時間
MVDを実施したところそれぞれ0.30〜0.50μ
m及び0.50〜0.80μmのコーチングを生じた。
920℃で1時間MVDを実施したところ約1μmの厚
さのコーチングを生じた。
【0017】次のチタン含有層の形成において、10-5
Torrの真空下で900℃で6時間同様のMVD法によ
りチタニウムコーチングを形成した。チタン粉末をダイ
ヤモンドと重量比1:1で混合した。この際、混合の前
に、チタン3.0gあたり濃HCL0.1mLを加えて
乾燥した。好ましくは、チタンは0.1μm以上の厚さ
に析出させる。10μmまでの厚さは可能であると考え
られるが、厚さが10μmより大きいとコーチングの引
起こす応力によりクラックの生じるおそれがある。チタ
ン含有層を形成した後コートしたグリットを窒素雰囲気
中で2時間約1000℃に加熱する。この加熱工程はチ
タン含有層の最外部を窒素と結合させて窒化チタンを形
成する。これに替えて、物理的蒸着(スパッター)法又
はCVD法によりチタンを析出させてもよい。
Torrの真空下で900℃で6時間同様のMVD法によ
りチタニウムコーチングを形成した。チタン粉末をダイ
ヤモンドと重量比1:1で混合した。この際、混合の前
に、チタン3.0gあたり濃HCL0.1mLを加えて
乾燥した。好ましくは、チタンは0.1μm以上の厚さ
に析出させる。10μmまでの厚さは可能であると考え
られるが、厚さが10μmより大きいとコーチングの引
起こす応力によりクラックの生じるおそれがある。チタ
ン含有層を形成した後コートしたグリットを窒素雰囲気
中で2時間約1000℃に加熱する。この加熱工程はチ
タン含有層の最外部を窒素と結合させて窒化チタンを形
成する。これに替えて、物理的蒸着(スパッター)法又
はCVD法によりチタンを析出させてもよい。
【0018】最後に、化学蒸着又は物理的蒸着の技術に
より、第3の最外のタングステン又はモリブデンを含む
コーチング層を形成してもよい。しかし、金属蒸着法は
好ましくない。何故ならこの方法に必要な高温度はダイ
ヤモンドを劣化させるおそれがあるからである。
より、第3の最外のタングステン又はモリブデンを含む
コーチング層を形成してもよい。しかし、金属蒸着法は
好ましくない。何故ならこの方法に必要な高温度はダイ
ヤモンドを劣化させるおそれがあるからである。
【0019】タングステン層を形成する最も好ましい方
法は、ダイヤモンド表面で六弗化タングステンのような
金属化合物を還元することを含む化学蒸着法である。例
えば米国特許第3,757,878号(Wilder) を参照
のこと。CVDが好ましいのは、多数のダイヤモンド片
を均等にコートするのが容易なこと、及びタングステン
を析出させるのに比較的低い温度を用いうることであ
る。本発明方法において、CVDは一般に700℃、7
Torr で、還元性雰囲気下に15〜90分間行う。タン
グステンはコバルト、ニッケル及びCu−Zn−Niの
ような普通に用いられる浸透(infiltration) 合金のよ
うな通常の母材物質と有利に結合するので、この最外層
としてタングステンは好ましい物質である。この最外層
からのタングステンは、拡散及び、母材との固溶体の形
成によってそのような母材物質と結合しているようであ
る。母材によっては母材との金属間結合もありうる。
法は、ダイヤモンド表面で六弗化タングステンのような
金属化合物を還元することを含む化学蒸着法である。例
えば米国特許第3,757,878号(Wilder) を参照
のこと。CVDが好ましいのは、多数のダイヤモンド片
を均等にコートするのが容易なこと、及びタングステン
を析出させるのに比較的低い温度を用いうることであ
る。本発明方法において、CVDは一般に700℃、7
Torr で、還元性雰囲気下に15〜90分間行う。タン
グステンはコバルト、ニッケル及びCu−Zn−Niの
ような普通に用いられる浸透(infiltration) 合金のよ
うな通常の母材物質と有利に結合するので、この最外層
としてタングステンは好ましい物質である。この最外層
からのタングステンは、拡散及び、母材との固溶体の形
成によってそのような母材物質と結合しているようであ
る。母材によっては母材との金属間結合もありうる。
【0020】タングステン層の厚さは好ましくは5〜5
0μmであり、コーチングに応じて30μmまでがより
好ましい。一部には形成の方法と条件によっては、より
薄いコーチングが適当であろう。例えば、CVDはいく
分柱状のタングステンコーチングを生じうるが、これは
液体合金に浸透性のようである。従って、コーチング
は、内部金属層を後の望ましくない反応から内部の金属
層を適切に保護するに充分厚くなければならない。
0μmであり、コーチングに応じて30μmまでがより
好ましい。一部には形成の方法と条件によっては、より
薄いコーチングが適当であろう。例えば、CVDはいく
分柱状のタングステンコーチングを生じうるが、これは
液体合金に浸透性のようである。従って、コーチング
は、内部金属層を後の望ましくない反応から内部の金属
層を適切に保護するに充分厚くなければならない。
【0021】
【実施例】実施例 20個の1/2カラットの単結晶ダイヤモンドを325
メッシュのクロム粉末6gと混合した。200gのクロ
ム粉末を、72ccの水と36%HCL6ccとで1時間、
予め処理し、排水し、乾燥しておいた。次いでこの粉末
とダイヤモンドの混合物とを管状炉中800℃で1時間
メタン雰囲気中で加工した。この工程で均一な炭化クロ
ム層が形成された。
メッシュのクロム粉末6gと混合した。200gのクロ
ム粉末を、72ccの水と36%HCL6ccとで1時間、
予め処理し、排水し、乾燥しておいた。次いでこの粉末
とダイヤモンドの混合物とを管状炉中800℃で1時間
メタン雰囲気中で加工した。この工程で均一な炭化クロ
ム層が形成された。
【0022】次いでこの炭化クロムでコートされたダイ
ヤモンドを、クロムについて上に述べたのと同様な方法
でHClで処理していた325メッシュのチタン粉末と
混合した。次いでチタンとダイヤモンドの混合物を高真
空炉中900℃で6時間加工した。この間炉を約10-5
Torr の真空に維持した。このTi/Crでコートした
ダイヤモンドをN2 雰囲気中に、1000℃で2時間置
き、チタン含有層を少なくとも部分的に窒化チタン(T
iN)に変換した。どんな特定の理論にも拘束されたく
ないが、チタンコーチングは炭化クロム層の炭素と相互
に作用して炭化クロムのすぐ隣に内部炭化チタン層を形
成すると考えられる。炭化チタンとこのコーチングの窒
化チタン部分の間に炭化/窒化チタン(Ti(CxN
y))からなる中間体、変移層もあるかも知れない。
ヤモンドを、クロムについて上に述べたのと同様な方法
でHClで処理していた325メッシュのチタン粉末と
混合した。次いでチタンとダイヤモンドの混合物を高真
空炉中900℃で6時間加工した。この間炉を約10-5
Torr の真空に維持した。このTi/Crでコートした
ダイヤモンドをN2 雰囲気中に、1000℃で2時間置
き、チタン含有層を少なくとも部分的に窒化チタン(T
iN)に変換した。どんな特定の理論にも拘束されたく
ないが、チタンコーチングは炭化クロム層の炭素と相互
に作用して炭化クロムのすぐ隣に内部炭化チタン層を形
成すると考えられる。炭化チタンとこのコーチングの窒
化チタン部分の間に炭化/窒化チタン(Ti(CxN
y))からなる中間体、変移層もあるかも知れない。
【0023】最後に、Cr/Tiコートしたダイヤモン
ドをCVD室に置き、タングステンで厚さ30μmにコ
ートした。後の工程でダイヤモンドを工具シャンクに結
合するのに普通に用いられる通常の浸透バインダー(例
えばCu/Niベース合金)中に見出される元素の移行
に対する拡散障壁として有効に作用するために、タング
ステン層の厚さには30μmが必要と考えられる。用い
られる取付技術が浸透結合でなく、熱圧プレスであると
きは、タングステン層は5μmの薄さでもよい。
ドをCVD室に置き、タングステンで厚さ30μmにコ
ートした。後の工程でダイヤモンドを工具シャンクに結
合するのに普通に用いられる通常の浸透バインダー(例
えばCu/Niベース合金)中に見出される元素の移行
に対する拡散障壁として有効に作用するために、タング
ステン層の厚さには30μmが必要と考えられる。用い
られる取付技術が浸透結合でなく、熱圧プレスであると
きは、タングステン層は5μmの薄さでもよい。
【0024】上述のコートされた半カラットのダイヤモ
ンドを研削砥石を正しく調整する工具のシャンクの作用
端に混入させた。ダイヤモンドをタングステン粉末中に
詰め、1000℃で20分間アンモニア雰囲気中にてC
u−Zn−Ni合金で浸透させた。テストしてみると、
ダイヤモンドを取付けたシャンクをダイヤモンドの最大
の胴廻り以下にすりへらした後でもダイヤモンドは保持
されていた。コートしなかったダイヤモンド又はクロム
含有層及び同様な条件下にあるタングステンでコートし
たダイヤモンドは、シャンクを同程度にすり減らしたと
き工具からもぎ取られた。
ンドを研削砥石を正しく調整する工具のシャンクの作用
端に混入させた。ダイヤモンドをタングステン粉末中に
詰め、1000℃で20分間アンモニア雰囲気中にてC
u−Zn−Ni合金で浸透させた。テストしてみると、
ダイヤモンドを取付けたシャンクをダイヤモンドの最大
の胴廻り以下にすりへらした後でもダイヤモンドは保持
されていた。コートしなかったダイヤモンド又はクロム
含有層及び同様な条件下にあるタングステンでコートし
たダイヤモンドは、シャンクを同程度にすり減らしたと
き工具からもぎ取られた。
───────────────────────────────────────────────────── 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 C23C 16/14 C23C 16/14 26/00 26/00 B C30B 29/04 C30B 29/04 V (56)参考文献 特開 平2−279278(JP,A) 特開 平2−229878(JP,A) 特開 平2−269790(JP,A) 特開 昭57−54076(JP,A) 特開 昭49−18787(JP,A) 特開 昭58−110495(JP,A)
Claims (16)
- 【請求項1】 次のものからなる良好な結合性を持つダ
イヤモンド要素: a.ダイヤモンド基体; b.前記ダイヤモンド基体に結合した第1の層; c.前記第1の層に結合した第2の層;及び d.前記第2の層に結合した第3の層、 但し、前記第1の層は炭化クロムを含み、前記第3の層
は遷移元素を含み、前記第2の層はクロム及び前記遷移
元素以外の元素を含み、前記遷移元素はタングステン又
はモリブデンである。 - 【請求項2】 前記第2の層がハロゲン化物の攻撃に抵
抗性を持つ化合物からなる請求項1に記載のダイヤモン
ド要素。 - 【請求項3】 前記第2の層がチタン化合物である請求
項2に記載のダイヤモンド要素。 - 【請求項4】 前記チタン化合物が窒化チタンを含む請
求項3に記載のダイヤモンド要素。 - 【請求項5】 原料物質としてハロゲン化物を用いる化
学蒸着過程により、前記第3の層を析出させてなる請求
項1〜4のいずれか1項に記載のダイヤモンド要素。 - 【請求項6】 次のものからなる、堅く固着したダイヤ
モンド要素を含む製品: a.ダイヤモンド基体; b.前記ダイヤモンド基体に化学的に結合した第1の
層; c.前記第1の層に化学的に結合した第2の層; d.前記第2の層に化学的に結合した第3の層;及び e.前記第3の層に結合した本体、 但し、前記第1の層は炭化クロムを含み、前記第3の層
は遷移元素を含み、前記第2の層はクロム及び前記遷移
元素以外の元素を含み、前記遷移元素はタングステン又
はモリブデンである。 - 【請求項7】 前記第2の層がハロゲン化物の攻撃に抵
抗性を持つ化合物を含む請求項6に記載の製品。 - 【請求項8】 前記第2の層がチタン化合物を含む請求
項7に記載の製品。 - 【請求項9】 前記チタン化合物が窒化チタンを含む請
求項8に記載の製品。 - 【請求項10】 原料物質としてハロゲン化物を用いる
化学蒸着過程により、前記第3の層を析出させてなる請
求項6〜9のいずれか1項に記載の製品。 - 【請求項11】 前記本体がCu−Zn−Ni合金で浸
透したタングステン母体からなる請求項6〜11のいず
れか1項に記載の製品。 - 【請求項12】 次のステップを含む、基体に堅く結合
されたダイヤモンド要素の製造方法; a.前記ダイヤモンド要素に第1の層を析出させるステ
ップ; b.前記ダイヤモンド要素に第2の層を析出させるステ
ップ; c.前記ダイヤモンド要素に第3の層を析出させるステ
ップ、 但し、前記第1の層は炭化クロムを含み、前記第3の層
は遷移元素を含み、前記第2の層はクロム及び前記遷移
元素以外の元素を含み、前記遷移元素はタングステン又
はモリブデンである。 - 【請求項13】 前記第3の層を析出させるステップ
が、ハロゲン化物ガスの存在下で前記タングステン又は
モリブデンを化学蒸着法で析出させることを含み、前記
第2の層が前記ハロゲン化物ガスの攻撃に対して抵抗性
を持った化合物を含む請求項12に記載の方法。 - 【請求項14】 前記第2の層を析出させるステップが
ハロゲン化物の攻撃に対して抵抗性のある物質の層を析
出させるステップを含む請求項12又は13に記載の方
法。 - 【請求項15】 前記第2の層の析出がチタンの層を析
出させ、このチタンをハロゲン化物の攻撃に対して不動
態化するステップを含む請求項12,13又は14に記
載の方法。 - 【請求項16】 前記不動態化するステップが前記チタ
ンを窒化することを含む請求項15に記載の方法。
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