JPH0210843B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野 本発明は、複合焼結体と、この複合焼結体と一
体なシヤンクとによつて構成されるプリント基板
用ドリルに関するものである。 従来の技術 超硬合金よりなるドリルが金属、非金属材料の
穴あけ用に多用されている。特に近年急激に需要
が伸びているプリント基板の穴あけには直径１mm
前後或いはこれより細い超硬合金製ドリルが使わ
れている。プリント基板の集積度は今後も上昇す
ると予想され、それに伴ないより細径のドリルの
使用割合が増えていくと考えられる。 一方、プリント基板には各種の材料が使われて
いるが、主として用いられているのはガラス繊維
にエポキシ樹脂を含浸させた強化樹脂で、一般に
ガラエポ基板と称されている。 このようなプリント基板の穴あけは剛性の高い
ドリルで通常回転数５〜６万rpmの条件で行われ
ているが、基板に含まれるガラス繊維は超硬工具
を非常に早く摩耗させ、一般的に3000〜5000ヒツ
ト（ヒツトとは穴あけ回数のこと）で超硬ドリル
は寿命となる。こうしたドリル盤には自動工具交
換装置がついており、寿命となつたドリルは自動
的に交換される。しかしながら、上述のようにプ
リント基板の集積度が高まるにつれ、生産効率向
上のためにはこの自動工具交換のための時間も問
題であり、ドリル寿命をのばして工具交換回数す
なわち交換時間を減少させるたいという要求が強
い。 プリント基板の特性からみると、更に耐熱性等
を向上させて高機能化を計りたいという要求も強
く、このような基板材料は実際に製造可能である
が、一般にこのような高機能材料は難削で、従来
の超硬質ドリルでは非常に短寿命となつてしま
い、このためこの種の基板材料の実用化が出来な
いのが実情である。 更に、通常のガラエポ基板に対しても更に高能
率の穴あけを行うため穴あけドリルの回転数の上
昇が望まれているが、これも従来の超硬合金製ド
リルでは切削速度の上昇と共に急激に寿命が低下
してしまうのでドリル回転数上昇による高能率化
を達成できない。 一方、近年使用量が急激に増加しつつある焼結
ダイヤモンド工具は超硬工具に対して飛躍的に硬
度が高く、耐摩耗性がすぐれており、上記強化樹
脂などの切削に於いては非常な高性能を発揮す
る。 ところが第１図に示すように、現在市販されて
いる焼結ダイヤモンド素材は焼結ダイヤモンド層
１１が超硬合金の支持部１２に１４の部分で貼り
合わされた形状のものである。 この複合焼結体１３を使用してドリルを作製す
る場合には第２図に示すようにシヤンク１５の先
端部に複合焼結体１３を何らかの方法により固着
させて作らざるを得ない。 ところが例えばプリント基板用に使われるドリ
ルの径は一般に１mm程度より細く、場合によつて
は0.1mm位であり、このような小径のものではシ
ヤンク１５と余程強力な接合強度をもたせないと
接合後の刃先研削加工で接合部１６からはずれて
しまい、良好なドリルが製造できない。特に焼結
ダイヤモンドは難研削であり、研削抵抗が高く、
通常の銀ロウ付け程度の強度では強度不足であ
る。接合強度の高い接合方法として例えば電子ビ
ーム溶接が考えられるが、電子ビーム溶接を実施
するとなると、ドリルの製造工程が複雑且つ原価
が高くなり、高性能ドリルの需要の近年の急激な
増加に対応できなかつた。 一方、支持部について説明すると特に小径の製
品の場合には支持部の強度は非常に重要である。
前に述べたようにプリント基板の集積度は近年上
がつて来ており、将来益々この現象は加速される
と考えてよい。すなわちスルー・ホール・メツキ
される孔の径はどんどん小径へ移行する。今後プ
リント基板の製造に0.1mmφとか0.3mmφの小径の
ドリルの使用量は増大する。このとき特に問題と
なるのはドリルの折損であり、刃先の摩耗で寿命
となる前に折損してしまつては高価な焼結ダイヤ
モンドドリルを使用する意味がなくなる。折損を
さけるために軟い材料や剛性の低い材料で支持部
を製造すると屈曲し易くなり真直な穴があかない
という問題がある。又切粉による支持部の摩耗の
問題も生ずる。 発明が解決しようとする問題点 本発明は、上記従来技術の問題を解決すること
を目的とし、更に詳細には、硬質な頭部と強度お
よび抗折力の高い支持部とを有する小径の複合焼
結材料を提供し、これより切削性、耐摩耗性およ
び剛性が優れ且つ長寿命のドリル等を容易に製造
可能とすることを目的とする。 更に本発明の目的は、ガラエポ基板の如き難削
性の基板の穴あけを容易且つ高性能で実現する、
長寿命のドリルを低価格で提供することにある。 更に詳細には、本発明の目的は、本出願人によ
る特願昭59−120218号に開示した複合焼結材料の
支持部の耐摩耗性および剛性を改善することにあ
る。 問題点を解決する手段 上記目的を達成するために本発明が提供する複
合焼結体とこの複合焼結体と一体なシヤンクとに
よつて構成されるプリント基板用ドリルは、上記
複合焼結体が、ダイヤモンド粉末または高圧相窒
化硼素粉末のいずれか一方または双方を50％以上
含有する硬質焼結部と、その１端部で該硬質焼結
部と接合している支持部とによつて構成されてお
り、上記硬質焼結部と上記支持部との接合は該硬
質焼結部の焼結過程で形成されたものであり、複
合焼結体の直径または相当直径は３mm以下であ
り、硬質焼結部の軸方向長さは0.3〜２mmであり、
支持部の軸方向長さは硬質焼結部の軸方向長さの
５倍以上であり、支持部はWCを主成分とした炭
化物を硬化された鋼で結合した超硬合金からな
り、この結合金属量が15重量％以上であることを
特徴としている。 ダイヤモンド粉末または高圧相窒化硼素粉末の
平均粒度は好ましくは30μｍ以下であり、この範
囲の粒度のダイヤモンドまたは高圧相窒化硼素焼
結体で耐摩耗性および剛性に優れた複合焼結材料
が得られる。 ただし、ダイヤモンド粉末を使用して切削工具
のチツプを作製するときは、平均粒度が10μｍを
越えるダイヤモンド粉末を原料として使用する
と、この複合焼結材料を加工して得た切削工具の
切刃が鋭利に成形できず、このため高性能となら
ないので、硬質焼結部は10μｍ以下のダイヤモン
ドまたは高圧相窒化硼素からなるのが好ましい。
硬質焼結部がダイヤモンド粉末を主成分として焼
結されたものであるときは、ダイヤモンド粉末単
独、或いは70％以上のダイヤモンドを含み、残部
がFe、CoまたはNiを主成分とする結合材により
焼結したものである。このような硬質焼結部の好
ましい例としては、70％以上のダイヤモンドと
WC−５〜15％Coとの焼結体がある。 尚、硬質焼結部の材料としてダイヤモンド単独
の粉末を使用する場合は、硬質焼結部の焼結時に
支持部材料中の結合材成分もしくはダイヤモンド
粉末に隣接しておいた溶浸材が硬質焼結部材料粉
末中に溶浸することによつて硬質焼結部の焼結が
達成される。 硬質焼結部が高圧相窒化硼素粉末を主成分とす
る場合は、高圧相窒化硼素粉末単独、或いは50％
以上の高圧相窒化硼素に4a、5a、6a族元素の炭
化物、窒化物、炭窒化物及びアルミニウムおよ
び／またはシリコンを結合材として添加して焼結
したものがある。なお、高圧相窒化硼素単独の粉
末はそれに隣接して置いた溶浸材から溶浸されて
焼結が達成される。ここで、高圧相窒化硼素と
は、立方晶型窒化硼素およびウルツ鉱型窒化硼素
を意味する。 次に支持部について説明すると、WCを主成分
とする超硬合金は高い剛性のみならず高い耐摩耗
性を有し、また高い耐摩耗性を示す割りに強度の
高い優れた工業材料であるため本発明に於いても
支持部にはWCを主成分とする超硬合金を採用し
た。 鋼切削用の超硬合金に含まれているTiCやTaC
は本発明の支持部の場合には耐摩耗性の向上には
役立たずむしろ強度を低下するので有効でない。
しかし焼結時にWCの粒成長を抑制するに有効な
数％以下程度の少量のTaC、Cr₃C₂やVCは特に
微細なWCを主成分とする超硬合金を得るのに有
効である。また結合金属としてCoが最も好まし
く、Niがそれに次いで好ましい。 本発明の好ましい態様に従うと、超硬合金中の
炭化物の粒度が3μｍ以下で、結合金属量が15重
量％以上であり、結合相の組成が４〜30重量％の
Niを含み、必要に応じて１〜25重量％のCo、１
〜15重量％のMo、１〜10重量％のCrを含み残部
Feからなる、マルテンサイトとオーステナイト
の混在組織である。 更に、本発明の１つの態様に従うと、硬質焼結
部と支持部とは、厚さ0.5mm以下の中間接合層を
介して接合されている。 中間接合層としては、70％未満の高圧相窒化硼
素と残部が周期律表第４ａ族のTi、Zr、Hfの炭
化物、窒化物、炭窒化物あるいはホウ化物の１種
もしくはこれらの混合物または相互固溶体化合物
を主体としたものと、これにAlおよび／または
Siを0.1重量％以上含有するものが好ましい。 上記した如く、本発明に於いては硬質焼結部と
支持部の接合が硬質焼結部の焼結時に形成される
ことが肝要である。このために、硬質焼結部のホ
ツトプレス（焼結処理）時に硬質焼結部の材料粉
末を支持部材料の上に配置してホツトプレスを行
うことが必要である。このとき、支持部となる材
料は、既に焼結済みの固形超硬合金であつてもよ
く、或いは超硬合金材料の粉末であつてもよい。 次ぎに、本発明の複合焼結材料円柱体の寸法上
の特徴を説明する。 本発明の複合焼結材料の断面は３mm以下の直径
あるいは相当直径であることが必要である。３mm
を越える直径の複合焼結材料はプリント基板の穴
あけドリル用素材としては不適格である。また研
削して使用するにしても研削代が大きくなり不経
済である。ここで、相当直径とは断面積の等しい
円の直径に換算した値を意味する。 また、硬質焼結部の軸方向の長さは0.3〜２mm
の範囲である。0.3mm未満では、ドリル先端部と
して使用した場合には必要な切刃を形成できず、
２mmを越える長さでは高価なダイヤモンド粉末等
を多量に使用することになり不経済であり、また
折損の危険が増加する。 更に、本発明の複合焼結材料の支持部の長さは
硬質焼結部の長さの５倍以上であることが必要で
ある。ドリルを作製する場合に、ドリルの刃先長
さを確保し、末端をシヤンクに埋込む必要がある
ので、上記の通り、硬質焼結部の長さの５倍以上
の長さの支持部が必要となる。複合焼結材料の断
面形状としては円形が一般に望ましいが、ドリル
にしても平切りドリルもあり、必ずしも円形にこ
だわらなく、角形であつてもよい。これは製造上
の難易や最終製品の形状によつて決められる。 作 用 本発明は上述した如く特願昭59−120218号およ
び特願昭59−120219号に開示した複合焼結材料の
支持部を改良したものである。すなわち、上記し
た如く本発明の複合焼結材料に於いては支持部の
軸方向長さは硬質焼結部の長さの５倍以上ある。
従つて、ドリルとして用いられる際には支持部の
折損または屈曲の恐れがあり、更に高速回転によ
る摩耗を考慮する必要があり、上記の如く支持部
の成分を限定して苛酷な使用条件でも折損または
屈曲の恐れがなく、長寿命のドリルを提供するこ
とに成功したものである。特に今後需要の急増が
予想される0.5mmφ以下の小径ドリルにおいては
支持部の強度が充分か否かがドリルの使用可否を
きめる重要点である。従つて、本発明による支持
部の改良点およびその作用を以下に詳細に説明す
る。 本発明者らはこの支持部にWC−Co合金を使う
ことを既に提案している。この用途に適合した
WC−Co合金を用いると1.0mmφ前後のドリルで
刃先の寿命は超硬合金ドリルに比べ格段い長いに
もかかわらず充分な強度を示す。しかし今後高密
度化が進むにつれ、その使用量が増える0.5mmφ
以下のドリルとなるとダイヤモンドによる寿命の
増加に支持部の強度がついていけず、使用途中で
折損するという問題を生じることが分かつてき
た。この支持部に単に強度の高い例えば高速度鋼
を使つても剛性が低く、穴明け精度という点で不
充分である。又WC−CoでCo％の高い材質を用
いれば、靭性は向上するが、延性も同時におおき
くなり塑性変形して曲がり易くなるという問題が
ある。 本発明者らはこの点からWC合金において結合
材の量は多くても、これが高硬度であれば強度、
剛性ともに満足する性能が得られるとの着想のも
とに、支持部に鋼を結合材とするWC合金の採用
を考えた。鋼としてもこれがCoの場合と同じよ
うに塑性変形し易いとCoと変らない。本発明は
この結合相を鋼の熱処理材と同じように硬化した
ものを採用するものである。 一方、WC合金の結合材にFeを用いた試みは古
くからなされている。Feのみを用いて場合には、
W_xFe_yC_zの極めて脆い化合物を多く生じて、合金
全体が脆くなつてしまう。これを避けるため20％
前後のNiを含むFe−Ni合金を用いることがすで
に提案されている。このFe−Ni合金を用いた場
合には、サブゼロ処理を加えてマルテンサイトを
生じさせると結合材は硬化する。これにより強度
の高いWC合金を得ることが出来る。 しかしながら、焼結のまま、あるいは簡単な熱
処理によりマルテンサイト組織を含む硬化した結
合相を得ることが出来れば更に好ましい。このた
め、本発明の結合相はCo、Mo、Crを含有するの
が好ましい。本発明者らの１人はこのWC−鋼合
金について過去研究し、米国特許第3746519号に
より、４〜30重量％Niを基本とし、Fe−（４〜30
％）Ni−（１〜25％）Co合金、更にこれに１〜15
％Mo、１〜10％Crを加えた合金が、極めて優れ
た性能を示すことを開示している。 これに従えば、例えば70％WC−30％（Fe−
Ni−Co−Mo−Cr）合金の場合、370Kg／mm²の抗
折力を示している。これはWC−Co合金より数10
％以上高い値である。更にこの結合相はマルテン
サイトとオーステナイトの混在組織となつている
ので使用中にオーステナイトからのマルテンサイ
トへの変態が生じ、強度は更に向上するものと期
待される。 本発明の目的、すなわち、支持部の抗折力を改
善する主旨から考えると結合金属量が少ない場合
は、脆化して本発明の目的を達成できない。少く
とも結合相が15重量％以上の場合に、本発明の効
果が得られる。 さらに、WCの粒度の大きいものを用いると、
硬質焼結部の超高圧、高温の焼結の際に、これが
破壊され、その機械的特性が大幅に変わつてしま
い一定の機械的特性を有する支持部の製造が困難
となる。従つて支持部の超硬合金のWC粒子の平
均粒度は3μｍ以下が好ましい。 以下、本発明を実施例により詳細に説明する
が、これらの実施例は本発明の単なる例示であ
り、本発明の技術的範囲を何等制限するものでは
ない。 実施例 添付図面の第３図ａ及びｂは、それぞれ本発明
の複合焼結材料の外観を示す。 第３図ａに示す複合焼結材料円柱体２３は硬質
焼結部２１と支持部２２とからなり、硬質焼結部
２１と支持部２２とは硬質焼結部２１の焼結過程
で一体に接合されている。 他方、第３図ｂに示す複合焼結材料円柱体２３
では、硬質焼結部２１と支持部２２とは、それら
の間に中間接合層２４を介在させて接合してい
る。 次に本発明の複合焼結材料円柱体の製造方法を
説明する。 本出願人による特願昭59−120219号に詳細に記
載の如く、本発明者らは、まず断面積の大きな複
合材料ブロツクのホツトプレスを行つて複合焼結
体ブロツクを製造し、これを放電ワイヤカツテイ
ングで小断面の棒状体に切断することにより小径
で細長の、硬質な頭部を有する複合焼結材料を与
えることに成功したものである。 すなわち、上記特願昭59−120219号に記載の方
法では、ダイヤモンド粉末または高圧相窒化硼素
粉末を50％以上含有する硬質焼結体用の第１の材
料層と、該第１の材料層の焼結過程で該第１の材
料の硬質焼結体と接合する第２の材料層とを同一
のホツトプレスコンテナ内に加圧方向に重ねて装
入し、高温高圧下でホツトプレスして該第１の材
料層を焼結すると同時に、得られた硬質焼結体を
該第２の材料層側と接合せしめて、所定厚さの硬
質焼結体の層を有する複合材料ブロツクを形成
し、該複合材料ブロツクを放電ワイヤカツテイン
グ等の方法により材料層厚方向に切断して、頭部
に硬質焼結体を備える細長の複合材料棒状体を２
本以上切り取る。 この複合材料をホツトプレスして焼結するに際
し、本発明に従うと、複合材料ブロツクの軸方向
長さはその相当直径の３倍、好ましくは２倍以下
の必要がある。３倍を越える軸方向長さの複合材
料ブロツクのホツトプレスを行うと複合材料ブロ
ツク内の圧力分布が変則的となり、曲がりなどを
生ずるからである。 第３図に示す複合材料円柱体の切り出し方法を
説明する。上述の如くホツトプレスして得られた
複合焼結体ブロツク３３は、第４図ａに示す如
く、厚さ１mmのダイヤモンド焼結体層３１と、こ
れに接合した超硬合金層３２とからなり、中間接
合層を含む場合では第４図ｂに示す如くダイヤモ
ンド焼結体層３１と超硬合金層３２とが中間接合
層３４を介して接合されている。図示の例では円
柱状の複合焼結体ブロツクを示しているが、複合
焼結体ブロツクは円柱体でも角柱体でもよいこと
は勿論である。 これらの複合焼結体ブロツクを第５図に示す如
く、複合焼結体ブロツクと同軸方向の相当直径３
mm以下の断面の棒状体に放電ワイヤカツテイング
等の方法により切断して第３図ａおよびｂに示す
如き硬質の頭部を有する複合材料棒状体に切断す
る。 この放電ワイヤカツテイング法では、ワイヤと
複合焼結体ブロツクとの間に高電圧をかけ、ワイ
ヤを緊張した状態で走行させてブロツクを切断す
るものであり、その方法の詳細は例えば米国特許
第4103137号を参照されたい。 以下、本発明の頭部に硬質な焼結体を有する複
合焼結材料の具体的な製造例を説明する。 製造例 １ 外径18mm、内径14mm、高さ15mmの超硬合金製リ
ング、外径14mm、高さ12mmの超硬合金製円柱ブロ
ツク、外径14mm、厚さ0.5mmの超硬合金製円板と
粒径0.5μｍのダイヤモンド粉末85％と残余が粒径
0.5μｍ以下のWC−15％Co超硬合金粉末よりなる
混合粉末を用意した。 これらの超硬合金製リング、超硬合金製円柱ブ
ロツクおよび超硬合金製円板は次のようにして作
つた。即ちWC粉末70.0重量％、カーボニル鉄粉
20.2重量％、カーボニルNi粉4.8重量％、コバル
ト粉末3.0重量％、Mo₂C粉末1.4重量％、Cr₃C₂粉
末0.6重量％およびカーボン粉末0.45重量％を湿
式ボールミル混合して混合粉末を作り、成形後通
常の方法で焼結した。焼結後の超合金の抗折力は
440Kg／mm²硬さはR₄で87.0であつた。又結合相の
組織を電子顕微鏡を用いて観察したところマルテ
ンサイトとオーステナイトの混在組織であること
を確認した。 超硬合金リングの内径に超硬合金円柱ブロツク
を挿入し、超硬合金リング内面と超硬合金円柱ブ
ロツクの上面とで形成される直径14mm、深さ３mm
の凹所に前記ダイヤモンド粉末と超硬合金粉末と
の混合粉末を充填後加圧して、混合粉末の高さを
1.5mmとし、超硬合金円板で蓋をした後、超高圧
焼結装置中に配置し、圧力55kb、温度1370℃の
条件で15分間焼結を行つた。冷却後、減圧して取
り出した封入容器の上部超硬合金円板を研削によ
り除去すると高さ12mmの超硬合金支持部の上面に
厚さ１mmの焼結ダイヤモンド層が接合して形成さ
れ、周囲に超硬合金製リングがやはり支持部及び
焼結ダイヤモンド層に結合した複合体ブロツクが
得られた。 この複合体ブロツクを第５図に示すように、放
電ワイヤカツト加工機に装着し、放電ワイヤカツ
テイングして、複合体ブロツクの軸方向より直径
１mm、長さ13mmの丸棒で支持部は平均粒度2μｍ
のWC−30％（Fe−Ni−Co−Mo−Cr）超硬合金
よりなり、その一端に長さ１mmの焼結ダイヤモン
ド層が固着形成された円柱体を得た。 製造例 ２ それぞれ超硬合金よりなる外径18mm、内径14
mm、高さ20mmのリング、外径14mm、高さ18mmの
円柱ブロツク、外径14mm、厚さ１mmの円板と、
粒径3μｍのダイヤモンド粉末90％と残余がCo粉
末よりなる混合粉末、粒径3μｍの高圧相窒化硼
素（以下、立方晶型窒化硼素をCBNと略記する）
粉末60％と残余が（TiN−10重量％Al）の組成
の粉末よりなる混合粉末を用意した。 これらの超硬合金製リング、超硬合金製円柱ブ
ロツクおよび超硬合金製円板はは次のようにして
作つた。すなわち、WC粉末75重量％、カーボニ
ル鉄粉16.8重量％、カーボニルNi粉4.0重量％、
Co粉、2.5重量％、Mo₂C粉末1.2重量％、Cr₃C₂粉
末0.5重量％を混合し製造例１と同様にして焼結
した。得られた合金の抗折力は410Kg／mm²、硬さ
はR_Aで89.5であつた。結合相の組織はマルテンサ
イトとオーステナイトの混在組織であつた。 超硬合金製円柱ブロツクの上面に前記CBN混
合粉末を溶媒に溶かしたものを厚さ50μｍに塗付
した後、溶媒を加熱除去し、この処理を行つた超
硬合金円柱ブロツクを超硬リング内径に挿入し
た。 次に、超硬合金リング内面とCBN混合粉末を
塗付した超硬合金円柱ブロツクの上面とで形成さ
れる凹所に前記ダイヤモンド混合粉末を充填した
後、加圧成型して厚さ１mmのダイヤモンド混合粉
末層を形成した後、超硬合金円板で蓋をした。 次にこの容器を超高圧焼結装置中に配置し、圧
力55kb、温度1400℃で10分間焼結を行つた後、
冷却、減圧して溶器を取り出した。容器の上部超
硬合金円板を研削除去すると高さ18mmの超硬合金
支持体の上面に厚さ、0.5mmの焼結ダイヤモンド
層が厚さ25μｍの焼結CBN層を介して接合され、
周囲に超硬合金リングが支持体及び焼結ダイヤモ
ンド層に結合した複合体ブロツクが得られた。 この複合体ブロツクを放電ワイヤカツト、加工
機に装着し、放電ワイヤカツテイングにより複合
体の軸方向より直径0.3mm、長さ18.5mmの丸棒で
支持部は平均粒度0.7μｍの微細なWC超硬合金よ
りなり、その一端に長さ0.5mmの焼結ダイヤモン
ド層が厚さ25μｍの焼結CBN界面層を介して接合
形成された円柱体を得た。 製造例 ３ 外径18mm、内径14mm、高さ15mmの製造例１と同
じWC基超硬合金リング、外径14mm、高さ12mmの
同合金よりなる円柱ブロツク、外径14mm、厚さ
0.5mmの同合金よりなる円板と粒径3μｍのCBN85
％と残余がTiN_0.82粉末とAl粉末を重量比で80：
20として混合した後、1000℃で30分真空炉内で加
熱処理を行つた後、0.3μｍに粉砕した粉末とより
なるCBN混合粉末を用意した。 超硬合金リングの内径に円柱ブロツクを挿入し
て、超硬合金ブロツク内面と円柱ブロツク上面と
で形成される直径14mm、深さ３mmの凹所に前記
CBN混合粉末を充填し、加圧して高さ1.7mmの
CBN混合粉末層を形成した。次いで、超硬合金
円板をかぶせて蓋をし、超硬合金容器全体を超高
圧焼結装置中に配置し、しかる後圧力50kb、温
度1250℃で20分間焼結を行つた。 焼結後、超硬合金容器を取り出し、上面のWC
超硬合金蓋を研削除去すると高さ12mmの支持部の
上面に厚さ１mmの焼結CBN層が接合して形成さ
れ周囲に超硬合金製リングが支持体および焼結
CBN層に接合した複合体ブロツクが得られた。 この複合体ブロツクを放電ワイヤカツト加工機
に装着し、放電ワイヤカツテイングにより複合体
ブロツクの軸方向より一辺が１mm、長さ13mmの角
棒で支持部はWC相が硬化された鋼合金により結
合された超硬合金からなり、その一端に長さ１mm
の焼結CBNが固着形成された細長角棒が得られ
た。 適用例 本発明の複合焼結材料をドリルに適用した例を
第６図に示す。 第６図ａに示す如く、ドリルのシヤンク２５の
先端に、断面円形の複合焼結材料とほゞ同一径の
孔２６を穿設する。この孔２６に本発明の複合焼
結材料２３の支持部の一端部を押し込み、固定す
る。このとき、孔２６内にロウ材を滴下してお
き、ロウ付けしてもよい。 この第６図ａに示す如く、シヤンクに固定され
た複合焼結材料２３を刃付け加工し、第６図ｂに
示す如きドリルを得た。この本発明の複合焼結材
料を用いて製造したドリルは復雑な電子ビーム溶
接による接合部分を含まず、しかも全体として強
固且つ堅牢な構造である。従つて、ガラエポ基板
の如き高性能のプリント基板に対しても高能率の
穴あけを行うことが可能である。 更に、本発明の複合焼結材料は断面が任意の形
状にカツトされているので、断面が円形の場合
は、第６図ａに示す如くドリルのシヤンクの先端
に穿孔された穴に押し込む際にも特別な加工を必
要とせずに取り付けることができ、更に刃先加工
の削り代も少量であり経済的である。 プリント基板の孔明け試験 製造例１と同じ操作を繰り返して、複合体ブロ
ツクを作り、それから円柱体すなわち複合焼結体
２３を製造し、得られた複合焼結体２３を通常の
ドリルシヤンク１５に固定し、第６図ｂに示すよ
うなドリルを製造した。このドリルを用いて、プ
リント基板の孔明け試験を行つた。 ただし、この孔明け試験では、上記複合焼結体
２３の硬質焼結部２１は製造例１で用いた原料と
同じものを用いたが、支持部２２を構成する超硬
合金は下記の組成のものに変えた：

【表】 すなわち、試料１と２は比較例であり、試料３
は本発明による実施例である。 孔明け試験で用いたドリルの複合焼結体２３の
直径は0.3mmであり、シヤンク１５の固定部まで
の刃長は５mmである。 また、被試験体は、ガラス繊維強化エポキシ基
板（FR−４）（厚さ1.5mm）であり、これを２枚
重ね、当て板としてアルミニウム薄板を用い、敷
板としてベークライト板を用いて下記の試験を行
つた。 試験１：ドリル寿命と孔位置精度テスト テスト条件： ドリル回転数＝50000rpm ドリル押込み速度＝2500mm／分
（ｆ＝0.05mm／回転） テスト結果：

【表】 ＊：正規のプログラム位置からのずれ量
試験２：ドリル過負荷テスト テスト条件： ドリル回転数＝50000rpm ドリル押込み速度＝1500mm／分より順次増加さ
せ、下記表の各送り速度で1000ヒツトずつ孔明
けした。 テスト結果：

【表】 以上のテスト１および２の結果から明らかなよ
うに、支持部２２を構成する超硬合金の主成分
WCを結合する結合金属量が本発明の範囲より低
い試料２は耐欠損性が劣り、また、従来法の試料
１では孔位置精度が劣ると同時に耐欠損性も劣
る。 従つて、本発明の範囲以外の組成で作つた支持
部２２は、耐久寿命が極めて短いため、全く実用
にならない。これに対して、本発明のプリント基
板用ドリルは、一般にガラエポ基板といわれるガ
ラス繊維強化エポキシ樹脂製のプリント基板に小
径の穴を明けるために実際に使用可能である。す
なわち、本発明は、実用的な長寿命を有する高性
能の小径ドリルを初めて工業的に提供したもので
ある。 発明の効果 以上に説明の如く本発明は、特願昭59−120218
号及び特願昭59−120219号に記載の複合焼結材料
に於いてその支持部の組成を改善して強度および
抗折力の高い支持部を提供することに成功したも
のである。すなわち、本出願人は特願昭59−
120218号でガラエポ基板の如き難削性の基板の穴
あけを容易且つ高性能で実現する長寿命のドリル
用の複合焼結材料を開示したが、これに更に支持
部の改善を行い耐摩耗性および剛性を高め高速回
転等の苛酷な使用条件でも長寿命のドリル等を容
易に製造可能としたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術の複合ダイヤモンド焼結体の
構造を示す。第２図は従来技術の複合焼結体を刃
先に固着したドリルを示す。第３図ａ及びｂはそ
れぞれ本発明の実施例の複合焼結材料円柱体を示
す。第４図ａおよびｂはそれぞれ本発明の複合焼
結材料円柱体を切り出す前の状態の複合焼結材料
ブロツクの斜視図である。第５図は、複合材料ブ
ロツクから小断面の円柱体を切り出す位置を示
す。第６図ａは本発明の複合焼結材料円柱体をド
リルのシヤンクに固着した状態を示し、第６図ｂ
はこのようにして得られたドリルを示す。 （主な参照番号）、１１……従来のダイヤモン
ド工具の焼結ダイヤモンド層、１２……超硬合金
製の支持部、１３……従来の複合焼結ダイヤモン
ドのチツプ、１５……シヤンク、２１……本発明
の複合焼結材料の硬質焼結部、２２……支持部、
２３……本発明の複合焼結材料、２４……中間接
合部、３１……複合材料ブロツクの硬質焼結部、
３２……支持部、３３……複合材料ブロツク、３
４……中間接合部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複合焼結体２３と、この複合焼結体と一体な
   シヤンク１５とによつて構成されるプリント基板
   用ドリルにおいて、 上記複合焼結体２３が、ダイヤモンド粉末また
   は高圧相窒化硼素粉末のいずれか一方または双方
   を50％以上含有する硬質焼結部２１と、その１端
   部で該硬質焼結部と接合している支持部２２とに
   よつて構成されており、 上記硬質焼結部２１と上記支持部２２との接合
   は該硬質焼結部２１の焼結過程で形成されたもの
   であり、 複合焼結体２３の直径または相当直径は３mm以
   下であり、 硬質焼結部２１の軸方向長さは0.3〜２mmであ
   り、 支持部２２の軸方向長さは硬質焼結部２１の軸
   方向長さの５倍以上であり、 支持部２２はWCを主成分とした炭化物を硬化
   された鋼で結合した超硬合金からなり、この結合
   金属量が15重量％以上である、 ことを特徴とするプリント基板用ドリル。 ２ 上記硬質焼結部２１のダイヤモンド粉末また
   は高圧相窒化硼素粉末の平均粒度が30μｍ以下で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
   載のプリント基板用ドリル。 ３ 上記硬質焼結部２１のダイヤモンド粉末また
   は高圧相窒化硼素粉末の平均粒度が10μｍ以下で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載
   のプリント基板用ドリル。 ４ 上記支持部２２を構成する超硬合金中の結合
   相がマルテンサイトとオーステナイトの混在組織
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１〜３
   項のいずれか一項に記載のプリント基板用ドリ
   ル。 ５ 上記支持部２２を構成する超硬合金中の炭化
   物の粒度が3μｍ以下であり、結合金属量が15重
   量％以上であり、結合相が４−30重量％のNiと、
   １−25重量％のCoと、１−15重量％のMoと、１
   −10重量％のCrの組成を有することを特徴とす
   る特許請求の範囲第１〜４項のいずれか一項に記
   載のプリント基板用ドリル。 ６ 上記硬質焼結部２１と支持部２２との接合が
   厚さが0.5mm以下の中間接合層３４を介してなさ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第１〜
   ５項のいずれか一項に記載のプリント基板用ドリ
   ル。