JPH01317111A - 多結晶質ダイヤモンド砥粒及びその製法 - Google Patents
多結晶質ダイヤモンド砥粒及びその製法Info
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- JPH01317111A JPH01317111A JP63148344A JP14834488A JPH01317111A JP H01317111 A JPH01317111 A JP H01317111A JP 63148344 A JP63148344 A JP 63148344A JP 14834488 A JP14834488 A JP 14834488A JP H01317111 A JPH01317111 A JP H01317111A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
- C04B41/4572—Partial coating or impregnation of the surface of the substrate
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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。
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砥粒、特に粉末芯体の表面にダイ
ヤモンド被覆層を形成してなる多結晶質ダイヤモンド砥
粒及びその製造方法に関する。
ヤモンド被覆層を形成してなる多結晶質ダイヤモンド砥
粒及びその製造方法に関する。
従来、ダイヤモンド、ＣＢＮのような超硬質物質からな
る。いわゆる超砥粒は周知であり、その優れた研削性に
より、セラミックス等の難削材の研削、特に精密研削に
有用である。しかし、この超砥粒は一般砥拉（ＳｉＣ，
Ａで２０３）に比して極めて高価であるため、汎用性に
欠ける。
る。いわゆる超砥粒は周知であり、その優れた研削性に
より、セラミックス等の難削材の研削、特に精密研削に
有用である。しかし、この超砥粒は一般砥拉（ＳｉＣ，
Ａで２０３）に比して極めて高価であるため、汎用性に
欠ける。
叉、多結晶質ダイヤモンドかｒｌｌ−結晶のものに比し
て破壊強度が高いことに鑑み、基祠表面を所定の面粗度
にして気相から多結晶質ダイヤモンド粒子を合成した後
、基祠からダイヤモンド粒子を離脱させて、多結晶ダイ
ヤモンドを製造する方法が提案されている（特開昭８１
− ３６１１２）。しかし。
て破壊強度が高いことに鑑み、基祠表面を所定の面粗度
にして気相から多結晶質ダイヤモンド粒子を合成した後
、基祠からダイヤモンド粒子を離脱させて、多結晶ダイ
ヤモンドを製造する方法が提案されている（特開昭８１
− ３６１１２）。しかし。
この製法は処理工程か多く煩雑であり、又こうして合成
された多結晶質ダイヤモンド粒子は粒径１０〜１５μｍ
であって電子顕微鏡を使用しなければ確認できない程度
のものであり、砥粒としては実用的でない。
された多結晶質ダイヤモンド粒子は粒径１０〜１５μｍ
であって電子顕微鏡を使用しなければ確認できない程度
のものであり、砥粒としては実用的でない。
尚、多結晶質ダイヤモンドの合成法についても提案がな
されている（例えば特開昭５９−１３７３１１）か、砥
粒としての有用性は確認されておらず、しかもＭ ４４
は多結晶質ダイヤモンドを形成させるための核として利
用しているにすぎない。
されている（例えば特開昭５９−１３７３１１）か、砥
粒としての有用性は確認されておらず、しかもＭ ４４
は多結晶質ダイヤモンドを形成させるための核として利
用しているにすぎない。
本発明はかかる課題を解決すること、即ち実用的ないし
は汎用的なレベルで使用でき、そあ優れた研削性を充分
に活かすことができるダイヤモンド砥粒、特に多結晶質
ダイヤモンド砥粒を開発することにある。併せて、その
量産性に優れた製法を開発することにある。
は汎用的なレベルで使用でき、そあ優れた研削性を充分
に活かすことができるダイヤモンド砥粒、特に多結晶質
ダイヤモンド砥粒を開発することにある。併せて、その
量産性に優れた製法を開発することにある。
本発明者はこうした見地に鑑み鋭意研究を重ねた結果２
本発明を完成するに至ったものであり。
本発明を完成するに至ったものであり。
本発明は上述の課題を下記手段によって解決する。
（１）粉末芯体とダイヤモンド被覆層からなる砥粒であ
って２ 芯体かダイヤモンドからなり。
って２ 芯体かダイヤモンドからなり。
芯体表面にエピタキシャル成長によってダイヤモンド被
覆層か形成され、該ダイヤモンド被覆層が多結晶質体で
ある。
覆層か形成され、該ダイヤモンド被覆層が多結晶質体で
ある。
多結晶質ダイヤモンド砥粒。
（２）粉末芯体とダイヤモンド被覆層からなる砥粒であ
って。
って。
芯体かＣＢＮ、ＳｉＣ，Ａ、９ ０ 、ＷＣ。
Ｔｉｃ、Ｗなどのセラミック又は金属からなり。
ダイヤモンド被覆層が芯体表面に形成される多結晶質体
である。
である。
多結晶質ダイＡ・モンド砥粒。
（３）ダイヤモンド、ＣＢＮ、ＳｉＣ。
Ａｊ２ ０ 、ＷＣ，ＴｉＣ，Ｗなどの粉末芯体を用
意し。
意し。
気相合成法によって、芯体表面に多結晶質ダイヤモンド
を形成させる。
を形成させる。
多結晶質ダイヤモンド砥粒の製造方法。
本発明のダイヤモンド砥粒は粉末芯体とダイヤモンド被
覆層とから構成されなければならない。
覆層とから構成されなければならない。
ダイヤモンドの高研削性を維持しつつ、砥粒全体をダイ
ヤモンドで形成したものに比して大幅に価格を低減でき
る。特に、この作用は上記手段（２）の場合に顕著であ
る。
ヤモンドで形成したものに比して大幅に価格を低減でき
る。特に、この作用は上記手段（２）の場合に顕著であ
る。
粉末芯体は後・述する気相合成法によってその表面に多
結晶質ダイヤモンドを形成できる限り９種々の祠質のも
のを使用できる。即ち、ダイヤモンド、ＣＢＮなどの超
硬質材料、ＳｉＣ。
結晶質ダイヤモンドを形成できる限り９種々の祠質のも
のを使用できる。即ち、ダイヤモンド、ＣＢＮなどの超
硬質材料、ＳｉＣ。
Ａρ２０３などの硬質材料、更にはそれ以外の無機祠料
（非金属又は金属のいずれも可）などを広く利用できる
。特に、芯体としてダイヤモンドを使用した場合、気相
合成法によって析出するダイヤモンド層かエピタキシャ
ル成長し、下地と強固に接合し、叉ピット（孔）か多く
形成され砥石要素としての結合剤との接合力が増加する
と共に。
（非金属又は金属のいずれも可）などを広く利用できる
。特に、芯体としてダイヤモンドを使用した場合、気相
合成法によって析出するダイヤモンド層かエピタキシャ
ル成長し、下地と強固に接合し、叉ピット（孔）か多く
形成され砥石要素としての結合剤との接合力が増加する
と共に。
切刃作用を向上せしめる。尚、エピタキシャル成長とは
下地の結晶と同じ結晶配向をもって成長することをいう
。又、芯体としてＳｉＣを使用した場合、ダイヤモンド
の核発生数が著しく増加しダイヤモンドを短時間で高密
度に析出できる。金属を使用する場合、その熱膨張係数
（α）がダイヤモンドのそれと近似するものが好ましい
。芯体の粒径は＃２０〜＃ ３０００．好ましくは＃５
０〜＃ １０００にするとよい。上限を越えると砥粒と
しての汎用性がなく、またド限未満であると芯体として
十分作用しない場合かある。芯体の硬度は目的に応じて
適宜選択できるが１例えば精密研削の場合、ヌープ硬度
８．０以−１−にするとよい。
下地の結晶と同じ結晶配向をもって成長することをいう
。又、芯体としてＳｉＣを使用した場合、ダイヤモンド
の核発生数が著しく増加しダイヤモンドを短時間で高密
度に析出できる。金属を使用する場合、その熱膨張係数
（α）がダイヤモンドのそれと近似するものが好ましい
。芯体の粒径は＃２０〜＃ ３０００．好ましくは＃５
０〜＃ １０００にするとよい。上限を越えると砥粒と
しての汎用性がなく、またド限未満であると芯体として
十分作用しない場合かある。芯体の硬度は目的に応じて
適宜選択できるが１例えば精密研削の場合、ヌープ硬度
８．０以−１−にするとよい。
ダイヤモンド被覆層は芯体表面に形成される多結晶質体
でなければならない。多結晶質体であるため、方向性か
なく破壊強度が高い。しかも、単結晶のものに比して同
体積における表面積が著しく増大し、研削性向」二に′
ｉ＋ｌｊ、できる。被覆層の厚みは、 ０ 、０１−１
００ Ｊｌｍ 、好ましくは０．５〜ｌＯｕｍテあると
よい。−に限を超えるとコスト低減につながらず、また
被覆層の一部からクラックが生じる場合もあり、一方ド
限未満であるとダイヤモンドによる優れた研削性を介Ｊ
ｉｌＩＬない屓れがある。被覆層は芯体全面に巨り均一
に形成されていることが好ましい。
でなければならない。多結晶質体であるため、方向性か
なく破壊強度が高い。しかも、単結晶のものに比して同
体積における表面積が著しく増大し、研削性向」二に′
ｉ＋ｌｊ、できる。被覆層の厚みは、 ０ 、０１−１
００ Ｊｌｍ 、好ましくは０．５〜ｌＯｕｍテあると
よい。−に限を超えるとコスト低減につながらず、また
被覆層の一部からクラックが生じる場合もあり、一方ド
限未満であるとダイヤモンドによる優れた研削性を介Ｊ
ｉｌＩＬない屓れがある。被覆層は芯体全面に巨り均一
に形成されていることが好ましい。
上記芯体及び被覆層からなる多結晶質ダイヤモンド砥粒
は、その粒径か＃２ｏ〜＃ １０００．好ましくは＃３
０〜＃４００であるとよい。
は、その粒径か＃２ｏ〜＃ １０００．好ましくは＃３
０〜＃４００であるとよい。
こうした多結晶質ダイヤモンド砥粒は、芯体表面に気相
合成法によってダイヤモンドを析出させることによって
製造されなければならない。析出ダイヤモンド層を研削
性に優れた多結晶質として容品に得るためである。気相
合成法としては１種々の手段、即ち化学気相析着法（Ｃ
ＶＤ法）。
合成法によってダイヤモンドを析出させることによって
製造されなければならない。析出ダイヤモンド層を研削
性に優れた多結晶質として容品に得るためである。気相
合成法としては１種々の手段、即ち化学気相析着法（Ｃ
ＶＤ法）。
プラズマＣＶＤ法、イオンビーム蒸着法（ＩＢＤ法）な
どを採用できる。特に、プラズマＣＶＤ法か好ましい。
どを採用できる。特に、プラズマＣＶＤ法か好ましい。
反応？ｍ Ｆｘが低く、又多結晶質ダイヤモンド層を安
定に析出てきるからである。プラズマＣＶＤ法とはプラ
スマ（気体か正イオンと電子とに電離して電気的に中性
となっているもの）を発生させ、これを固体表面と化学
反応させて成膜する方法をいう。プラズマＣＶＤ法を採
用した場合、供給ガスとして炭化水素と水素との混合ガ
ス（例えは１：Ｉｏｏの割合）を使用し、プラズマ発生
波としてマイクロ波又は高周波を使用するとよい。圧力
１０−４〜７ＢＯＴｏｒｒ、 芯体ｍ度３００”−１３
００℃にするとよい。炭化水素としては通例、メタンエ
タン、プロパン、ブタン等が用いられる。
定に析出てきるからである。プラズマＣＶＤ法とはプラ
スマ（気体か正イオンと電子とに電離して電気的に中性
となっているもの）を発生させ、これを固体表面と化学
反応させて成膜する方法をいう。プラズマＣＶＤ法を採
用した場合、供給ガスとして炭化水素と水素との混合ガ
ス（例えは１：Ｉｏｏの割合）を使用し、プラズマ発生
波としてマイクロ波又は高周波を使用するとよい。圧力
１０−４〜７ＢＯＴｏｒｒ、 芯体ｍ度３００”−１３
００℃にするとよい。炭化水素としては通例、メタンエ
タン、プロパン、ブタン等が用いられる。
本発明に係る多結晶質ダイヤモンド砥粒は、精密研削に
好適である。被削材としては一般の鉄系飼料（鋳鉄、
１４など）及びアルミニウム・プラスチックなとの非鉄
系材料の他、特にセラミックス・ＦＲＭなどの難削材に
対して有効である。砥石とした場合１例えば結合剤とし
てメタル、レジン、ビトリファイド、集中度２５〜１５
０として適用するとよい。
好適である。被削材としては一般の鉄系飼料（鋳鉄、
１４など）及びアルミニウム・プラスチックなとの非鉄
系材料の他、特にセラミックス・ＦＲＭなどの難削材に
対して有効である。砥石とした場合１例えば結合剤とし
てメタル、レジン、ビトリファイド、集中度２５〜１５
０として適用するとよい。
以ドに本発明の実施例について説明する。
実施例１
芯体として４０μｍのダイヤモンド（ＧＥ社製）を使用
し、マイクロ波プラズマＣＶＤ法を用いて。
し、マイクロ波プラズマＣＶＤ法を用いて。
メタンと水素ガスの混合ガスを使用し、メタンガス濃度
を０５％とした。マイク８波（２４５０、Ｍ Ｉｌ’、
ｚ ） 。
を０５％とした。マイク８波（２４５０、Ｍ Ｉｌ’、
ｚ ） 。
４５０Ｗの出力で石英管の反応管内にプラズマを発生さ
せ、５時間析出を行なった。反応温度は８５００Ｃであ
った。反応後は５２μｍの多結晶質ダイヤモンドが得ら
れ、その表面を透過型電子顕微鏡で観察したところ芯体
のダイヤモンド砥粒の（１１１）面には１〜２．５μｍ
のピットが多く観察された（第１図）。この多結晶質ダ
イヤモンド砥粒を３０カラット用い、集中度７５．結合
剤メタル、気孔率２７をもって外径１８０．厚さ１０．
穴径３１．、７’５ （、ｍｍ ）の砥石を作成した
ところ、研削比が高く、また被加工物の仕上面粗塵も著
しく良好であった。
せ、５時間析出を行なった。反応温度は８５００Ｃであ
った。反応後は５２μｍの多結晶質ダイヤモンドが得ら
れ、その表面を透過型電子顕微鏡で観察したところ芯体
のダイヤモンド砥粒の（１１１）面には１〜２．５μｍ
のピットが多く観察された（第１図）。この多結晶質ダ
イヤモンド砥粒を３０カラット用い、集中度７５．結合
剤メタル、気孔率２７をもって外径１８０．厚さ１０．
穴径３１．、７’５ （、ｍｍ ）の砥石を作成した
ところ、研削比が高く、また被加工物の仕上面粗塵も著
しく良好であった。
実施例２
芯体として５０μｍの５ｉＣ（昭和電工製）を使用−９
＝ し、実施例１と同一条件で７時間処理したところ６５μ
ｍとなり芯体表面は、多結晶質ダイヤモンド被覆層とな
った（第２図）。
＝ し、実施例１と同一条件で７時間処理したところ６５μ
ｍとなり芯体表面は、多結晶質ダイヤモンド被覆層とな
った（第２図）。
この多結晶質ダイヤモンド砥粒を実施例１と同様にして
砥石を作成し研削性能について調べたところ、同様に優
れた結果を示した。
砥石を作成し研削性能について調べたところ、同様に優
れた結果を示した。
以」この如く本発明によれば次のような効果を奏する。
（１）研削性に優れるダイヤモンドは被覆層として存在
すればよいので、ダイヤモンドの高研削性を維持しつつ
、砥粒全体をダイヤモンドで形成したものに比して大幅
に価格を低減できる。
すればよいので、ダイヤモンドの高研削性を維持しつつ
、砥粒全体をダイヤモンドで形成したものに比して大幅
に価格を低減できる。
（２）被覆層は多結晶質ダイヤモンドであるので。
方向性がよく、又表面積が大となり、破壊強度において
優れる。
優れる。
（３）芯体としてダイヤモンドを使用した場合、エピタ
キシャル成長によって芯体と被覆層が極めて強固に結合
し、又ビットが多く形成され、砥石としたとき結合剤と
の接合力が著しく増加する。
キシャル成長によって芯体と被覆層が極めて強固に結合
し、又ビットが多く形成され、砥石としたとき結合剤と
の接合力が著しく増加する。
（４）精密（１）［削に優れた多結晶質ダイヤモンド砥
粒を割脱土稈を要することなく簡便に製造できる。
粒を割脱土稈を要することなく簡便に製造できる。
特に、ＳｉＣ芯体のとき、短時間で高密度のタイヤモン
ド被覆層を形成てぎる。
ド被覆層を形成てぎる。
第１図は本発明の実施例１に係るダイヤモンド砥粒の粒
子構造（表面状態）を示す透過型電子顕微鏡写真（倍率
Ｘ２０００）、及び 第２図は同し〈実施例２に係るダイヤモンド砥粒の粒子
構造（表面状態）を示す透過型電子顕微鏡写真（倍率Ｘ
１ｏｏｏｏ’＋である。 出願人 ■ノリタケカンパニーリミテド代理人
弁理士 加 藤 朝 道（外１名）
子構造（表面状態）を示す透過型電子顕微鏡写真（倍率
Ｘ２０００）、及び 第２図は同し〈実施例２に係るダイヤモンド砥粒の粒子
構造（表面状態）を示す透過型電子顕微鏡写真（倍率Ｘ
１ｏｏｏｏ’＋である。 出願人 ■ノリタケカンパニーリミテド代理人
弁理士 加 藤 朝 道（外１名）
Claims (3)
- （１）粉末芯体とダイヤモンド被覆層からなる砥粒であ
って、 芯体がダイヤモンドからなり、 芯体表面にエピタキシャル成長によってダイヤモンド被
覆層が形成され、該ダイヤモンド被覆層が多結晶質体で
ある、 多結晶質ダイヤモンド砥粒。 - （２）粉末芯体とダイヤモンド被覆層からなる砥粒であ
って、 芯体がＣＢＮ、ＳｉＣ、Ａｌ＿２Ｏ＿３、ＷＣ、ＴｉＣ
、Ｗなどのセラミック又は金属からなり、ダイヤモンド
被覆層が芯体表面に形成される多結晶質体である、 多結晶質ダイヤモンド砥粒。 - （３）ダイヤモンド、ＣＢＮ、ＳｉＣ、 Ａｌ＿２Ｏ＿３、ＷＣ、ＴｉＣ、Ｗなどの粉末芯体を用
意し、 気相合成法によって、芯体表面に多結晶質ダイヤモンド
を形成させる、 多結晶質ダイヤモンド砥粒の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63148344A JPH01317111A (ja) | 1988-06-17 | 1988-06-17 | 多結晶質ダイヤモンド砥粒及びその製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63148344A JPH01317111A (ja) | 1988-06-17 | 1988-06-17 | 多結晶質ダイヤモンド砥粒及びその製法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01317111A true JPH01317111A (ja) | 1989-12-21 |
Family
ID=15450666
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63148344A Pending JPH01317111A (ja) | 1988-06-17 | 1988-06-17 | 多結晶質ダイヤモンド砥粒及びその製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01317111A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0269310A (ja) * | 1988-09-01 | 1990-03-08 | Showa Denko Kk | 複合ダイヤモンド粒の製造方法 |
| WO1999016729A1 (en) * | 1997-09-26 | 1999-04-08 | De Beers Industrial Diamond Division (Proprietary) Limited | Diamond core with a diamond coating |
| JP2009256804A (ja) * | 2009-08-03 | 2009-11-05 | Utec:Kk | 微粒子 |
| CN101717615A (zh) * | 2009-12-03 | 2010-06-02 | 陈继锋 | 一种修整工具用的复合型金刚石磨粒及制作方法 |
| JP2011526954A (ja) * | 2008-07-03 | 2011-10-20 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 固定研磨粒子及びそれから作製される物品 |
-
1988
- 1988-06-17 JP JP63148344A patent/JPH01317111A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0269310A (ja) * | 1988-09-01 | 1990-03-08 | Showa Denko Kk | 複合ダイヤモンド粒の製造方法 |
| WO1999016729A1 (en) * | 1997-09-26 | 1999-04-08 | De Beers Industrial Diamond Division (Proprietary) Limited | Diamond core with a diamond coating |
| JP2011526954A (ja) * | 2008-07-03 | 2011-10-20 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 固定研磨粒子及びそれから作製される物品 |
| JP2009256804A (ja) * | 2009-08-03 | 2009-11-05 | Utec:Kk | 微粒子 |
| CN101717615A (zh) * | 2009-12-03 | 2010-06-02 | 陈继锋 | 一种修整工具用的复合型金刚石磨粒及制作方法 |
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