JPH03221374A - 研磨用成形体の製造方法およびその工具 - 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１σｌ磨川の本体、特に研磨用成形体を含むｌ
ｌ１１ｒＰ：田の本体に関する。

従来技術、おＪ、び発明が解決しようとする課題研磨用
成形体はこの技術分野で・良く知られており、塁本的に
は成形体の体積％で少なくとも７０％、ｔｉｔましくは
８０〜９０％の場の研磨用粒子が梗いレキ岩（ｃｏｎｇ
ｌｏｍａｒａｔｅ）に結合されて構成されている。この
ような成形体は多結晶体とされているが、多くの応用に
於いては大きな単一・結晶で藷き換えることがぐきる。

このｌｊ）運用粒子ｔよダイヤモンドや立方形の窒化硼
素とされる。。

ダイヤモンド成形体はＩ１１！型的にダイヤモンド質量
体を通して均一に分散された第２の相をイｊしでいる。

この第２の相１よ」バルト、ニッケル又は鉄の上うなダ
イヤしンド合成のための大系の触媒／溶媒を含有する。

このような特徴の第２の相を有でるダイヤモンド成形体
は７００℃以上に於いて一般に熱的に安定でない。

ｌｄｌ　＠　Ｊｌダイヤモンド成形体は単独で使用され
るか、或いは複合構造の成形体として使用される。

この複合酸形体とされる場合には、超硬合金の面にて裏
当される。第２の相がダイヤモンドの触媒／ｒｆＪｔＩ
！１．を含有している複合構造の研磨用ダイヤモンド成
形体（よ工業的に広く使用されている。

複合され／ｊ　（ｄ１１磨用ダイヤモンド成形体の例は
、米国特許明細書第３．７４５，６２３号および英国特
許明細書箱１，４８９，１３０Ｓ＝３にて知られている
。

＼”を方形窒化−素の成形体の例は、米国特許明細書箱
３．７／１３．　ｌ１１Ｂ９号および１０１第４．６６
６゜４６６多号に記載されている。

上述した形式の研磨用ダイヤモンド成形体は典へ目的に
は約７００℃を超える温度に対して熱的にｔｆＩ感−Ｃ
ある。しかしながら、７００℃を超える温度で熱的に安
定した幾つかのＩｔｌｌ１％川ダイヤモ用ド成形体のあ
ること１よ文献に記載されており、又、」二業的に使用
されている。そのような成形体の例ｔよ米国特許明細書
箱４，２４４．３８０号および同第べ、ｂ３４．７７３
ｖ；、Ｊ３よび英国相許公開明細書１２．１ｂ８．０８
６４４に記載されている。

成る幾つかの応用例に於いて、特にドリル加工に関する
応用に於いて、複合された仙磨用戒形体、特に複合され
た研磨用ダイヤモンド成形体、を細長い超硬合金のビン
に結合されるのが好ましい。

スタッドカッター（ｓｔｕｄ　ｃｕｔｔｅｒ　）として
知られている製品はしかる後にドリルクラウンの作動面
に対して鑞付けされる。この２番日のａｍ伺けの間、複
合成形体とビンとの間の結合部に弱化の生ずるのが知ら
れている。

クンナメタル（Ｋｅｎｎａｌ（！ｔａｌ　＞の南アフリ
カ連邦の特許（Ｓｏｕｔｈ＾ｒｒｉｃａｎ　１）ａｔｅ
ｎｔ）第８８　／　５８４７０は細長い超硬合金の工具
インサートをＰＪ鉗形のビットのスチール製本体に結合
する方法を記載している。この結合はカーバイドをスプ
ールに対し１ｍ伺１ノすることに上って行われている。

穿孔された金属シムがカーバイドとスチールとの間に介
在され、鑞付は材がそのシムを通して流動できるように
されている。このシムの存在は鑞付は材による結合に於
ける応力を軽減するためと６える。

（Ｊ　８されるべきこととして、この結合がカーバイド
而とスチール面との間で行われるということである。史
に、鑞付は合金は穿孔されたシムに浸み込む上うになさ
れるのであり、シムと一紹に予め成形されているもので
はない。

課題を達成りる手段 本発明によれば、ｒｔｌｌ　Ｗｈ用戊形体、叩ち、超硬
合金（セメンデッド　カーバイド〉、の面を他の超硬合
金の面に対して結合させる方法は、内部に穿孔された金
属材料を埋め込まれた鑞付は合金で、該金属材１１より
も融点が低い鑞付＆Ｊ金合金両表匍の間に配直し、前記
両面を互いに押圧し、鑞付１Ｊ合金の温度がその融点以
上の温度になる迄温度を高め、そして鑞イ４け合金を冷
却して凝内さ「、両面をＬＬいに結合させる上うにする
、諸段南を含むことを特徴とする。

史に本発明によれば、超硬合金の基材に対して結合され
た研磨用成形体を含み、該基材は鑞付は合金によって超
硬合金のビンに結合されており、該鑞（＝Ｉけ合金１１
穿孔された金１ｉ！１４４料を内部に埋め込まれ且つ又
その金属材料よりも低い融点を有していることを特徴と
する工具インサートが捉供される。

実　　施　　例 この穿孔された金属材料は、複数の穴もしくは貫通する
空間を有し、これらの穴ｕＷＪ融した合金が該利料の中
へ且つ又該材料を通して流動できるようにする。穴の寸
法は広い範囲で変化できる。

例えば、穴の最大内径は数ミリメートルから致白ミクロ
ン迄の範囲とされることができる、典型的には穴の最大
内径は杓３細から１００ミクロン迄の範囲とされる。適
当な林料の例も１次の通りである。即ち １、打抜き加工され、叩ち貫通形成された穴を規則的も
しくはランダム配躍された金属シートである。このよう
な材料の１つの例が第２図に７３〜されており、このＨ
料Ｕ複数の円形の穴３６が貫通されて打抜き加工された
金属シート３０で構成されている。

２、引き伸ばされた金属メツシュである。このようなメ
ツシュ材料の１つの例が第３図に示されており、この材
料は複数の金属１１３４によって形成され、この金属構
造部は隣接する金胤線の間に空間即ち穴３６を形成して
いる。

３　織製された金属ネットである。このようにネッ１へ
の１つの例が第４図に示されており、この４４ＩＩは一
連の線４０を１ｌ−）てネッＩ−構迄を形成している。

穴部ら空間４２が隣接する線４０の間に形成されている
。

この（Ａ斜の金属は融点の高い金１１幅とされる。典型
的には１４００”Ｃを超える融点を４１する金属とされ
る。適当な金属の例はニッケル、パラジウム、ブシチナ
、或いはそれらの金属の１つ又ｔｗｉすれ以上を金石す
る合金、或いはスアンレススチールで・ある。

鑞（＝Ｊ　ｌ〕重合的ｉｆ！　Ｕは、余りにｂ　ｌ　４
１’７温度に迄ｔよ上ｆＪノされず、穿孔金属自体が溶
融するような高い温浪に迄【よ上昇されないのが釘よし
い。

穿孔金属の材Ｆｔ　ｌ、Ｌ実際には鑞付（Ｊ結合に係わ
る補強剤として作出する。、結合された製品が引き続い
て熱処理さ”れる場合には、例えば製品を上置の作動面
に鑞付ｔ）する場合には、鑞付は結合に於１フる剪断強
匪が穿孔金属４４１１を含まない同様な鑞付番」結合の
場合に比較し″（大きく低下さｈること（まないという
ことが見出されている。

穿孔された金属材料ｔよ鑞イ４け合金の中に埋め込まれ
て結合される画商の間に位置付ＧＪられる。鑞イ・１け
合金の中に金属材料を埋め込む間に発生する金属材料の
酸化物の両をυｌ眼することか重要であることが見出さ
れている。このようす酸化物は結合強瓜に１５害であり
、特に結合が１■ねれた後に２番ｌ」の鑞付は作業が行
われるときに有害で・ある。

金Ｉｎ料は実負的に酸化物のない状態でなければならな
い。

本発明の方法ｔよ研吃用成形体の面を超硬含金の曲に結
合するのに使用される。ｕＵユ合金の而を他の超硬合金
の面に結合りるのにも使用できる。本発明の上述した後
者の場合に於いては、超硬合金の向Ｕ典型的に葡述した
従来の公開されている特ハ明細書に記載された形式の複
合された１ｔｌｌ磨川成形用の一部を８４７．＋！する
。

鑞イ→４Ｊ合金は結合される面の特性や表面もしくｔよ
その直ぐ近くに担持されｌこ部０の温度感応性によって
変化される。一般的には鑞付は合金の融点は１０００℃
を超えることはない。結合される血の−ｈが温度に敏感
なダイヤモンド戒形体であったり、結合される面の一方
が複合された研磨用のダイヤセンド成形体のカーバイド
面である場合には、３１（→け合金は９００℃を超えな
い融点を有することが打ましい。

結合される面を互いに押ＩＥツるようにイ・１与される
荷重は典型的には２００〜３００　ｋＰａとされる。

＊　ＨＩ］合金１１−船に高い海亀、１３１ら融点を超
える温度、に数分間以上にわたって維持されること【ま
ない。一般にはこの高い温度に維持されるのは１分間以
内とされる。

本発明は複合された研磨用の成形体を細長い超連合金の
ビンに結合するのに特に応用される。本発明のこの形態
に於いては、複合成形体のカーバイド面とビンの而との
間で結合される。この応用に特に適当な鑞Ｍ　＆−ｊ合
金は重填％で次の組成をイｊするものである。、叩ら Ｍｎ　　　　１５−４１％ Ｃｕ　　　　６７−４１％ Ｎｉ　　　　　１〜５％ ＡＵ　　　　１０〜１７％ の組成を有するしのである。

この組成の合金は９００℃の範囲の融点を有する。

本発明の実施例が添付図面の第１図を参照して説明され
る。この図面を参照づれば、ダイヤモンド威形体１０が
超硬合金の支持体１２に結合されて構成された＋ｔｌｌ
磨川複合用形体が示されている。

このダイ−７七ンド成形体はコバルトの第２の相を含ん
′ｃＪ３す、又、約９００℃を超える温度に敏感Ｃある
。この複合成形体は細長い超硬含金のビン１４に結合さ
れてドリル加工に使用される工具部材を作り上げている
。この結合は鑞付は合金の層１６をビン１４の上面１８
に配置して行われてり＼る。引き伸ばされｌこニッケル
メツシュ２０が鑞付は合金の中に埋め込まれている。ｍ
ｗ金合金支持休１２の下向２２はしかる後に鑞付は合金
と接触される。複合成形体とビンとには荷重が付加され
て而１８および２２を押圧するようになされる。

１（Ｊ↓）合金に対して例えば誘導加熱のような局部加
熱が１１われで、鑞付１フ合金の温度をその融点以上に
Ｌ　Ｙ４ざじるようになす。その温度に於いて、ニッケ
ルメツシュは固体状態を維持し、鑞付は合金４．１流動
して血１８．２２を罵らずのである。この上４１された
温度は、３〜５秒間にわたって維持され、しかる後に解
除される。鑞付【ノ合金は冷？Ｊ］されて凝固され、而
２２と面１８とを結合するのである。掩端に強い結合が
得られ、この結合は、その結合された製品を引き続いて
適当なドリルクラウンの作！ＩＪ　１ｌｒｉに鑞付番」
ツるときに大幅に弱化されることｔよない。

第１図を＠魚しＣ説明した粘合された製品は様様な穿孔
された金属材料を使用して製造された。

何れの場合に於いても、穿孔された金属材料は鑞イ４け
）Ａの中に埋め込められ、この鑞＋１Ｕ材は電槽％にて
５３％の銅、２９％のマンガン、１４．５％の金４３よ
び３．５％のニッケルを含有していた。

結合強度（ま鑞付１）結合された状態で、そしてこの製
品が７００　’Ｃ迄加熱されてその温度に２　［１，’
を間にわたって維持される２番目の鑞付けを（テわれた
後、の両方に於いて測定された。

これらの結合製品は穿孔された金属林料がなくて１ｉｉ
ｌじｍ句ＳＪ含金を使用して製造された同様製品および
同じ鑞ｔ１−　ＧＪ金合金よび固体ニッケルシムを使■
１１シた同様製品と比較された。

各製品Ｕ　＋１１１−Ｊる結合の剪断強度（Ｍ　ｆ）　
ａに於いて）が鑞付Ｕによるおよび熱処理後の両方に於
いて測定され、第５図にグラフで示している。その図面
に於いて、結合病に上って識別される様々な結合製品は
次の通りである。即ち １、　穿孔された金属４４料のない鑞（＝Ｊけ合金２、
　固体ニッケルシム、０，１ｓ厚 ３、　穿孔されたニッケルシム、０．１ｓ厚４、　穿孔
されたニッケルシム、０．１ＡＩＩＪ！Ｊ［５、＠製さ
れたニッケルネット、０．１５ａｇ＋厚 ６　　引き伸ばされたニッケルメツシュ、０．２ｍｌ’
） ７　　微細メツシュ、引き伸ばされたニッケル８　　粗
いメック」、引き伸ばされたニッケル９、　微細メツシ
ュ、引き伸ばされたステンレススチール １０　　　粗いメツシュ、引き伸ばされたステンレスス
チール １１１２、　ｎ製されたネット中央囮を有１Ｊる無酸素
合金 製品１６３よび２　ＧＪ本発明によるもので↓よない。

残りの製品は本発明によるものである。ｖＩ４ｊｉされ
るべきこと（よ、本発明による結合製品の場合には熱処
ｌψ後の剪断結合強度は本発明によるものではない結合
製品１および２のそれよりも優れているということであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の方法により結合される組立体の断面
側面図。 第２図、第３図および第４図は、本発明の実施例に使用
される穿孔された金属４４料の例をそれぞれ示１３Ｐ面
図。 第５図は、尖峰されたあるテストの結果をグラフで示す
図面。 １０・・・ダイヤしンド成形体、１２・・・支持体、１
４・・・超硬合金のピン、１６・・・ａｔ付（〕合金の
層、２０・・・ニッケルメツシュ、３０・・・金属シー
ト、３２・・・穴、３４・・・金属線、３５・・・穴、
４０・・・線、４２・・・穴。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）研磨用成形体、即ち、超硬合金（セメンテッドカ
   ーバイド）、の面を他の超硬合金の面に対して結合させ
   る方法であつて、内部に穿孔された金属材料を埋め込ま
   れた鑞付け合金で、該金属材料よりも融点が低い鑞付け
   合金を両表面の間に配置し、前記両面を互いに押圧し、
   鑞付け合金の温度がその融点以上の温度になる迄温度を
   高め、そして鑞付け合金を冷却して凝固させ、両面を互
   いに結合させるようにする、諸段階を含むことを特徴と
   する研磨用成形体の面を結合する方法。 （２）請求項１に記載された方法であって、前記温度が
   、鑞付け合金は溶融されるが金属材料は溶融されない温
   度に迄上昇されることを特徴とする研磨用成形体の面を
   結合する方法。 （３）請求項１又は請求項２に記載された方法であって
   、研磨用ダイヤモンド成形体が超硬合金の表面に結合さ
   れることを特徴とする研磨用成形体の面を結合する方法
   。 （４）請求項１又は請求項２に記載された方法であつて
   、複合された研磨用ダイヤモンド成形体が他の超硬合金
   に結合されることを特徴とする研磨用成形体の面を結合
   する方法。（５）請求項３又は請求項４に記載された方
   法であって、鑞付け合金が９００℃を超える融点を有し
   ていることを特徴とする研磨用成形体の面を結合する方
   法。 （６）請求項１から請求項５迄の何れか１項に記載され
   た方法であって、穿孔された金属材料が穴の形成された
   シート、引き伸ばされた金属メッシュおよび金属ネット
   から選択されることを特徴とする研磨用成形体の面を結
   合する方法。 （７）請求項１から請求項６迄の何れか１項に記載され
   た方法であって、穿孔された金属材料が実質的に酸化物
   のないものであることを特徴とする研磨用成形体の面を
   結合する方法。 （８）請求項１から請求項７迄の何れか１項に記載され
   た方法であつて、穿孔された金属材料の金属がニッケル
   、パラジウムおよびプラチナ、並びにそれらの金属の１
   つ又はそれ以上を含有する合金、から選択されることを
   特徴とする研磨用成形体の面を結合する方法。 （９）請求項１から請求項７迄の何れか１項に記載され
   た方法であって、穿孔された金属材料の金属がステンレ
   ススチールであることを特徴とする研磨用成形体の面を
   結合する方法。 （１０）請求項１から請求項９迄の何れか１項に記載さ
   れた方法であって、鑞付け合金が重量％にて、Ｍｎ１５
   〜４１％ Ｃｕ６７〜４１％ Ｎｉ１〜５％ Ａｕ１０〜１７％ の組成であることを特徴とする研磨用成形体の面を結合
   する方法。 （１１）超硬合金の基材に対して結合された研磨用成形
   体を含み、該基材は鑞付け合金によって超硬合金のピン
   に結合されており、該鑞付け合金は穿孔された金属材料
   を内部に埋め込まれ且つ又その金属材料よりも低い融点
   を有していることを特徴とする工具インサート。 （１２）請求項１１に記載された工具インサートであっ
   て、研磨用成形体が研磨用ダイヤモンド成形体であるこ
   とを特徴とする工具インサート。 （１３）請求項１１又は請求項１２に記載された工具イ
   ンサートであって、鑞付け合金が９００℃を超える融点
   を有していることを特徴とする工具インサート。 （１４）請求項１１から請求項１３迄の何れか１項に記
   載された工具インサートであつて、鑞付け合金が重量％
   にて、 Ｍｎ１５〜４１％ Ｃｕ６７〜４１％ Ｎｉ１〜５％ Ａｕ１０〜１７％ の組成であることを特徴とする工具インサート。 （１５）請求項１１から請求項１４迄の何れか１項に記
   載された工具インサートであって、穿孔された金属材料
   が穴の形成されたシート、引き伸ばされた金属メッシュ
   および金属ネットから選択されることを特徴とする工具
   インサート。 （１６）請求項１１から請求項１５迄の何れか１項に記
   載された工具インサートであつて、穿孔された金属材料
   が実質的に酸化物のないものであることを特徴とする工
   具インサート。 （１７）請求項１１から請求項１６迄の何れか１項に記
   載された工具インサートであって、穿孔された金属材料
   の金属がニッケル、パラジウムおよびプラチナ、並びに
   それらの金属の１つ又はそれ以上を含有する合金、から
   選択されることを特徴とする工具インサート。 （１８）請求項１１から請求項１６迄の何れか１項に記
   載された工具インサートであつて、穿孔された金属材料
   の金属がステンレススチールであることを特徴とする工
   具インサート。