JPH02292173A - 高密度ダイヤモンド砥石の製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、セラミックス等超硬質材の切削研摩に好適な
ダイヤモンド砥石の製造方法に関する。

〔従来の技術〕

ダイヤモンド粒を電着によって砥石基材に固着させた電
着ダイヤモンド砥石は切削性がよく、ガラス．宝石等の
切削に使用されているが、特にセラミック等の超硬質材
の切削には高密度の電着ダイヤモンド砥石が用いられて
いる。このような電着ダイヤモンド砥石は、通常、鉄等
導電性の砥石基材に下地ニッケルめっきを施してから、
ダイヤモンドとニッケルの共析めっきを行ってダイヤモ
ンド砥粒を電着させ、さらにニッケルめっきを追加しダ
イヤモンドの固定を強化してつくる。即ち、第２図に示
した高密度電着ダイヤモンド砥石５に見られるように、
ダイヤモンド粒６は相互に離間し、接触しあるいは重合
した状態で砥石基材７上のニッケルめっき層８内に固定
されている。

また、ダイヤモンドビットのような細粒ダイヤモンドに
よる高密度焼結ダイヤモンド砥石の場合は、ダイヤモン
ド粒を金属粉等結合剤と混合し、砥石基材上に成形し焼
結してつくられ、第３図に示した高密度焼結ダイヤモン
ド砥石９に見られるように、ダイヤモンド粒１０は相互
に離間し、接触しあるいは重合した状態で砥石基材１１
上の焼結層１２内に固定されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、通常、ダイヤモンドは非導電性で、高密
度電着ダイヤモンド砥石におけるダイヤモンド粒と電着
ニッケル間には接着力がな《、ダイヤモンド粒の固定は
、ダイヤモンド粒に対する電着ニッケルのかぶりによる
抱き力即ち保持力と、ダイヤモンド粒同士の搦みによる
抱き力によって行われており、ダイヤモンド粒の抱き力
を高めるために、ダイヤモンド粒は十分な電着金属のか
ぶりを必要とし、作業管理が面倒である。また、高密度
焼結ダイヤモンド砥石にしても、ダイヤモンド粒と焼結
材との間には接着力は働かず、前記の高密度電着ダイヤ
モンド砥石の場合と同様に、ダイヤモンド粒の固定は、
焼結材による抱き力と、ダイヤモンド粒同士の搦みによ
る抱き力によって行われている．従って、砥石の使用時
、ダイヤモンド粒は電着ニッケルのかぶりあるいは焼結
材の被覆による抱き力が弱くなれば脱落し、また１個の
ダイヤモンド粒が脱落すれば、そのダイヤモンド粒の搦
みによって係止されている隣接ダイヤモンド粒もまた脱
落し易くなるので、このような従来の高密度ダイヤモン
ド砥石は比較的寿命が短いという問題があった． 一方、ダイヤモンドの鑞接も試みられて来たが、ダイヤ
モンドは金属材料からなる鑞材による濡れが悪く、また
鑞接温度を上げると濡れ性は改善される傾向にあるが、
？００″Ｃ前後でダイヤモンド粒が同素変態によって表
面から黒鉛化するという問題があり、接着しても黒鉛の
強度は引張り強さ１ｋｇ／ＩＩｍ”以下で実用性がない
。従って、従来、ダイヤモンドの鑞接は成功していなか
った。

以上の情況に鑑み、本発明の目的は、ダイヤモンド粒に
対する結合剤の固着性がよく、従って寿命が長く、しか
も切削性にすぐれた高密度ダイヤモンド砥石の製造方法
、特には改善された鑞接方法による高密度ダイヤモンド
砥石の製造方法の提供にある。

〔課題を解決するための手段〕

以上の目的を達成するため、本発明は、ダイヤモンド粒
を真空中または不活性ガス中において、タングステンま
たはモリブデンからなる基材に銀−鋼合金鑞材により、
約１　，　０００℃以下の温度で鳩接することを特徴と
する高密度ダイヤモンド砥石の製造方法を提案しようと
いうものである。

〔作用〕

タングステンまたはモリブデン砥石基材上にダイヤモン
ド粒を載置し、真空中または不活性ガス中において、約
１　．　０００℃以下で溶融した銀一銅合金鑞材を上か
ら流し掛けることにより、第１図に示した高密度ダイヤ
モンド砥石１に見られるように、鑞材２は砥石基材３と
ダイヤモンド粒４との間及びダイヤモンド粒４，４相互
間に付着し、凝固することにより鑞接し、ダイヤモンド
粒４は砥石基材３上に固着する。

ダイヤモンド粒は、空気中では溶融金属によって濡れる
ことがないので、鑞材によっても融着させることができ
ないが、真空中または不活性ガス中でならば濡れるので
融着が可能である。また、空気中ではダイヤモンドは約
７００゜Ｃの温度で同素変態を生じて黒鉛化するように
なるが、真空中または不活性ガス中では、この変態温度
は約１，０００゜Ｃ程度まで上昇するので、約１　．　
０００゜Ｃ以下での鑞接が可能になる． 鑞材としては基材及び炭素と反応しない材料を必要とす
る。鑞材が基材と反応して基材が鑞材中に拡散すると、
その拡散成分とダイヤモンド粒との間に反応を生じるし
、また鑞材がダイヤモンドと反応すれば合金を生じ、湯
流れが悪《なり、鑞接不良となる恐れがある。本発明に
おける好ましい基材としては強度及び熱的性質からタン
グステンまたはモリブデン材を採用した。化学性から好
ましい鑞材は金．銀，銅及びそれらの合金であるが、単
体金属では鑞接温度が高くなりすぎるので、銀一銅合金
特には２８．１％銅一残恨の共晶合金が好ましい．その
融点は７７９．４’Ｃで、好適な鑞接温度は８５０〜９
００゜Ｃである。

以上の方法によって製造したダイヤモンド砥石は、鑞接
によりダイヤモンド砥粒そのものを直接的に固着してい
るから、僅かな鑞材でかぶりが小さく、小面積での接着
でも十分な鑞接強度を保持し、切削あるいは研摩作業に
供しても、切削性がよく、ダイヤモンド砥粒が脱落しに
くく、また、表面のダイヤモンド砥粒が脱落しても、従
来のように相互間の搦みによる抱き力不足のため、連鎖
的に隣接砥粒が脱落するということがないので長寿命化
が期待できるし、さらに、切削や研摩で熱が出ても、ダ
イヤモンド粒は放散面積が大きい上に熱伝導性にすぐれ
、また鑞材や基材共に熱伝導性がよいので、熱が貯蔵さ
れてダイヤモンド粒が燃えることがないし、切削性が低
下することもない。

〔実施例〕

電熱ヒータを外周に備え、温度検知器を内蔵した密閉容
器内に、周辺を鋼製で離型剤を被覆した分割可能な円筒
体で囲繞したタングステンの円形基材をおき、該基材上
に多数のダイヤモンド粒を載置し、上方から加圧しなが
ら十分に敷きならした。このダイヤモンド層の上に２８
．１％銅一残銀がらなる合金鑞の細片を平均的に分散載
置した。次いで密閉容器をアルゴンガスで満した後、電
熱ヒータで加熱し、８５０〜９００゜Ｃに約１ｏ分間保
持した。

炉冷し、密閉容器内の温度が約６５０’Ｃに低下した後
、基板等を取り出した． 鑞材はダイヤモンド層によく滲透しており、基材ともよ
く溶着していた．表面部分の溶着が不十分なダイヤモン
ド粒は取り除き、製品とした。このダイヤモンド砥石を
、実際のセラミック材の研摩に使用したところ、切削性
もよく、連鎖的なダイヤモンド砥粒の脱落も見られず、
従来の同形の電着ダイヤモンド砥石の約２倍の寿命を示
した。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ダイ
ヤモンド粒の固着性がよく、従って寿命が長く、しかも
切削性にすぐれ、セラミックス等超硬質材の切削研摩用
として好適な高密度ダイヤモンド砥石が容易に製造でき
る、鑞接による高密度ダイヤモンド砥石の製造方法を提
供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によって製造される高密度ダイヤモンド
砥石の断面模式図、第２図は従来の高密度電着ダイヤモ
ンド砥石の断面模式図、第３図は従来の高密度焼結ダイ
ヤモンド砥石の断面模式図である。 １・・・高密度ダイヤモンド砥石 ２・・・鑞材　　　　　　　３・・・砥石基材４・・・
ダイヤモンド粒

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ダイヤモンド粒を、真空中において、タングステ
   ンからなる基材に銀−銅合金鑞材により、約１，０００
   ℃以下の温度で鑞接することを特徴とする高密度ダイヤ
   モンド砥石の製造方法。
2. （２）請求項１記載の高密度ダイヤモンド砥石の製造方
   法において、真空中に代えて不活性ガス中において鑞接
   することを特徴とする高密度ダイヤモンド砥石の製造方
   法。
3. （３）請求項１または２記載の高密度ダイヤモンド砥石
   の製造方法において、タングステンに代えてモリブデン
   からなる基材に鑞接することを特徴とする高密度ダイヤ
   モンド砥石の製造方法。