JPH0413506A - ダイヤモンド被覆Ｓｉ↓３Ｎ↓４焼結体製マイクロドリル - Google Patents
ダイヤモンド被覆Ｓｉ↓３Ｎ↓４焼結体製マイクロドリルInfo
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- JPH0413506A JPH0413506A JP11474790A JP11474790A JPH0413506A JP H0413506 A JPH0413506 A JP H0413506A JP 11474790 A JP11474790 A JP 11474790A JP 11474790 A JP11474790 A JP 11474790A JP H0413506 A JPH0413506 A JP H0413506A
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- sintering
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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、プリント基板の穴明は加工に適したダイヤモ
ンド被１［ｓｉＮ 焼結体製マイクロドリルに関する。
ンド被１［ｓｉＮ 焼結体製マイクロドリルに関する。
従来から、プリント基板の穴明は加工用のドリルとして
、ｗｅ基超超硬合金らなるマイクロドリルや、このＷＣ
Ｃ超超硬合金製マイクロドリル表面に通常のＣＶＤ法等
の化学蒸着法又はイオンブレーティング法やスパッタリ
ング法等の物理蒸着法により、Ｔ１やＺｒ等の炭化物、
窒化物及び炭窒化物からなる単層又は複層の硬質被覆層
を０．２〜２０μｍの層厚に形成した表面液１１［ｗｃ
基超超硬合金製マイクロドリル用いられている。
、ｗｅ基超超硬合金らなるマイクロドリルや、このＷＣ
Ｃ超超硬合金製マイクロドリル表面に通常のＣＶＤ法等
の化学蒸着法又はイオンブレーティング法やスパッタリ
ング法等の物理蒸着法により、Ｔ１やＺｒ等の炭化物、
窒化物及び炭窒化物からなる単層又は複層の硬質被覆層
を０．２〜２０μｍの層厚に形成した表面液１１［ｗｃ
基超超硬合金製マイクロドリル用いられている。
しかし、近年ではプリント基板の穴明は加工においても
省力化及び高速化が要求され、それに伴ない穴明は条件
が一層厳しくなっている。又、プリント基板の材質も多
様化し、セラミック樹脂等を主材料とした非常に硬いも
の（ビッカース硬度で１００以上）も現われるようにな
った。
省力化及び高速化が要求され、それに伴ない穴明は条件
が一層厳しくなっている。又、プリント基板の材質も多
様化し、セラミック樹脂等を主材料とした非常に硬いも
の（ビッカース硬度で１００以上）も現われるようにな
った。
従って、上記したｗｅ基超超硬合金製マイクロドリルビ
ッカース硬度１５００程度）や表面被覆ｗｅ基超超硬合
金製マイクロドリルビッカース硬度２０００〜２５００
程度）では硬度が不足であり、良好な耐摩耗性が得られ
ない。又、これらのマイクロドリルは直径が５闘以下、
よく使用されるものは３鵡以下と細く且つ長尺であるた
め、過酷な条件下で使用すると短時間でチッピング又は
欠損が生じたり、硬質被覆層に剥離や大きな摩耗が発生
する。しかも、プリント基板の材質として用いられるセ
ラミックス樹脂等は刃先に溶着しやすい。これらの理由
により、従来のマイクロドリルでは要求される切削性能
を満足しないのが現状である。
ッカース硬度１５００程度）や表面被覆ｗｅ基超超硬合
金製マイクロドリルビッカース硬度２０００〜２５００
程度）では硬度が不足であり、良好な耐摩耗性が得られ
ない。又、これらのマイクロドリルは直径が５闘以下、
よく使用されるものは３鵡以下と細く且つ長尺であるた
め、過酷な条件下で使用すると短時間でチッピング又は
欠損が生じたり、硬質被覆層に剥離や大きな摩耗が発生
する。しかも、プリント基板の材質として用いられるセ
ラミックス樹脂等は刃先に溶着しやすい。これらの理由
により、従来のマイクロドリルでは要求される切削性能
を満足しないのが現状である。
本発明はかかる従来の事情に鑑み、プリント基板の穴明
は加工において、優れた耐摩耗性、耐溶着性及び靭性を
示し、従来よりも長い工具寿命を達成しうるダイヤモン
ド被Ｎ５１Ｎ焼結体製マイクロドリルを提供することを
目的とする。
は加工において、優れた耐摩耗性、耐溶着性及び靭性を
示し、従来よりも長い工具寿命を達成しうるダイヤモン
ド被Ｎ５１Ｎ焼結体製マイクロドリルを提供することを
目的とする。
上記目的を達成するため、本発明のダイヤモンド被覆Ｓ
ｉ Ｎ 焼結体製マイクロドリルは、短径が１μ口以下
の柱状晶組織からなるＳｉ Ｎ を主成分とし、Ｍｇ
ｏ、 Ｙ、Ｏ，、Ａ／２０．、 Ａ苧、 ＺｒＯ，、Ｈ
ｆＯ２，ＴｉＣ。
ｉ Ｎ 焼結体製マイクロドリルは、短径が１μ口以下
の柱状晶組織からなるＳｉ Ｎ を主成分とし、Ｍｇ
ｏ、 Ｙ、Ｏ，、Ａ／２０．、 Ａ苧、 ＺｒＯ，、Ｈ
ｆＯ２，ＴｉＣ。
ＴｉＮ、 Ｂ Ｏ，ＥＮ及びＴｉＥ のうちの少なく
とも一種を夫々０．０１〜３０重量％、合計で５０重量
％以下含有したＳｉ Ｎ 焼結体からなる基体と、この
基体表面に設けた層厚０．１μｍ以上のダイヤモンド被
覆層とからなることを特徴とする。
とも一種を夫々０．０１〜３０重量％、合計で５０重量
％以下含有したＳｉ Ｎ 焼結体からなる基体と、この
基体表面に設けた層厚０．１μｍ以上のダイヤモンド被
覆層とからなることを特徴とする。
本発明においては、マイクロドリルへの被覆層として、
耐摩耗性及び耐溶着性に優れたダイヤモンド被覆層を採
用した。しかし、ダイヤモンドと従来のマイクロドリル
の基体である超硬合金では線膨張係数が大きく異なるの
で、ダイヤモンド被覆層が層厚２０μｍ以上になると自
発的に剥離する。
耐摩耗性及び耐溶着性に優れたダイヤモンド被覆層を採
用した。しかし、ダイヤモンドと従来のマイクロドリル
の基体である超硬合金では線膨張係数が大きく異なるの
で、ダイヤモンド被覆層が層厚２０μｍ以上になると自
発的に剥離する。
そこで、本発明ではダイヤモンドとほぼ同じ線膨張係数
をもつＳｉ Ｎ 焼結体を基体とすることにより、層厚
２０μｍ以上でも剥離しない密着性に優れたダイヤモン
ド被覆層を得ることが出来た。
をもつＳｉ Ｎ 焼結体を基体とすることにより、層厚
２０μｍ以上でも剥離しない密着性に優れたダイヤモン
ド被覆層を得ることが出来た。
但し、ダイヤモンド被覆層の層厚が０．１μｍ未満では
ダイヤモンド被覆による耐摩耗性や耐溶着性の効果が現
われない。しがし、層厚が２００μｍを超えるダイヤモ
ンド被覆層を設けることは不必要且つ不経済であり、特
にプリント基板の穴明は用ドリルとしては層厚１００μ
ｍ以下が好ましい。
ダイヤモンド被覆による耐摩耗性や耐溶着性の効果が現
われない。しがし、層厚が２００μｍを超えるダイヤモ
ンド被覆層を設けることは不必要且つ不経済であり、特
にプリント基板の穴明は用ドリルとしては層厚１００μ
ｍ以下が好ましい。
又、基体を構成するｓｌＮ は共有結合性物質であるた
め焼結性が悪いことが知られているが、焼結助剤として
ＭｇＯ，Ｙ Ｏ、ＡＩＯ、ＡｊＮ、 ＺｒＯ、ＨｆＯ，
、ＴｉＣ，ＴｉＮ、 Ｂ Ｏ，ＢＮ及びＴｉＢ のう
ちの少なくとも一種を添加すれば良好な焼結性が得られ
、マイクロドリルの基体として充分に緻密で硬く且つ高
温強度が高いＳｉ Ｎ 焼結体が得られることが判った
。しかも、ＺｒＯとＨｆＯはＳｉ Ｎ 焼結体の高温強
度を向上させ、Ｔｉｅ、 ＴｉＮ、 Ｂ Ｃ，ＢＮ及び
ＴｉＢ はＳｉ Ｎ 焼結体の耐摩耗性を向上させる作
用があることが判った。
め焼結性が悪いことが知られているが、焼結助剤として
ＭｇＯ，Ｙ Ｏ、ＡＩＯ、ＡｊＮ、 ＺｒＯ、ＨｆＯ，
、ＴｉＣ，ＴｉＮ、 Ｂ Ｏ，ＢＮ及びＴｉＢ のう
ちの少なくとも一種を添加すれば良好な焼結性が得られ
、マイクロドリルの基体として充分に緻密で硬く且つ高
温強度が高いＳｉ Ｎ 焼結体が得られることが判った
。しかも、ＺｒＯとＨｆＯはＳｉ Ｎ 焼結体の高温強
度を向上させ、Ｔｉｅ、 ＴｉＮ、 Ｂ Ｃ，ＢＮ及び
ＴｉＢ はＳｉ Ｎ 焼結体の耐摩耗性を向上させる作
用があることが判った。
上記焼結助剤の添加量は夫々が０．０１〜３０重量％の
範囲であり、いずれもＯ０旧重量％未満では添加の効果
がなく、３０重量％を超えるとＭｇＯ。
範囲であり、いずれもＯ０旧重量％未満では添加の効果
がなく、３０重量％を超えるとＭｇＯ。
Ｙ、Ｏ，、Ａ／、Ｏ，、ＡＩＨに関しては耐ｊｌ！耗性
が低下し、ＺｒＯ，、ＨｆＯ，、ＴｉＣ，ＴｉＮ、Ｂ
Ｃ，ＥＮ、 ＴｆＢ、に関しては靭性が低下する。又、
焼結助剤の添加量が合計で５０重量％を超えるとＳｉ
Ｎ 焼結体の強度が低下する。
が低下し、ＺｒＯ，、ＨｆＯ，、ＴｉＣ，ＴｉＮ、Ｂ
Ｃ，ＥＮ、 ＴｆＢ、に関しては靭性が低下する。又、
焼結助剤の添加量が合計で５０重量％を超えるとＳｉ
Ｎ 焼結体の強度が低下する。
しかも、Ｓｊ、Ｎ 粉末と上記焼結助剤の混合粉末を
、３気圧以上の窒素ガス中において１８５０Ｃ°以下の
焼結温度及び３時間以下の焼結時間で焼結すると、得ら
れるＳｉ Ｎ 焼結体の組織が短径１μｍ以下の柱状
晶組織となって靭性が大幅に向上し、特にプリント基板
の穴明けに用いる直径５闘以下の細いマイクロドリルで
あっても充分な靭性が得られ、極めて長寿命となること
が判った。又、原料のＳｉ Ｎ 粉末としてイミド分
解法により得られたＳｉ Ｎ 粉末を使用することに
よって、結晶粒が更に微細となり、靭性が一層向上する
。
、３気圧以上の窒素ガス中において１８５０Ｃ°以下の
焼結温度及び３時間以下の焼結時間で焼結すると、得ら
れるＳｉ Ｎ 焼結体の組織が短径１μｍ以下の柱状
晶組織となって靭性が大幅に向上し、特にプリント基板
の穴明けに用いる直径５闘以下の細いマイクロドリルで
あっても充分な靭性が得られ、極めて長寿命となること
が判った。又、原料のＳｉ Ｎ 粉末としてイミド分
解法により得られたＳｉ Ｎ 粉末を使用することに
よって、結晶粒が更に微細となり、靭性が一層向上する
。
第１表に列記するＳｉ Ｎ 粉末と焼結助剤を充分混
合し、混合粉末を１ ｔｏｎ／ｆ：ｍ”の圧力で成形し
た後、５気圧のＮ ガス中において１８００Ｃ”で１時
間焼結することにより、刃先外径０．８鰭で刃長３０．
０鱈の寸法を持ったＪＩＳ Ｂ ４３０１のドリル形状
の８１Ｎ 焼結体を夫々製造した。尚、得られたＳｉ
Ｎ焼結体の柱状晶の短径を第１表に示した。
合し、混合粉末を１ ｔｏｎ／ｆ：ｍ”の圧力で成形し
た後、５気圧のＮ ガス中において１８００Ｃ”で１時
間焼結することにより、刃先外径０．８鰭で刃長３０．
０鱈の寸法を持ったＪＩＳ Ｂ ４３０１のドリル形状
の８１Ｎ 焼結体を夫々製造した。尚、得られたＳｉ
Ｎ焼結体の柱状晶の短径を第１表に示した。
第
表
得られた各Ｓｉ Ｎ 焼結体のうち試料Ａ３〜９の表面
に、公知の低圧気相合成法（熱フイラメント法）を用い
て下記条件により第２表の層厚を有するダイヤモンド被
覆層を夫々形成した。
に、公知の低圧気相合成法（熱フイラメント法）を用い
て下記条件により第２表の層厚を有するダイヤモンド被
覆層を夫々形成した。
反応容器 ：直径２００鶴の石英管フィラメント
材質 ：金属タングステンフィラメント温度 ：
２４００ Ｃ’フィラメントとドリル 先端間距離 １０．０ 闘 全 圧 ： １００ ｔｏｒｒ雰囲気ガ
ス ：Ｈ−１％ＣＨガス 時 間 ：０．５〜１０ 時間得られた本発
明例の各ダイヤモンド被１ｉｊｓｉＮ焼結体製マイクロ
ドリル（試料屋３〜９）について、下記条件でプリント
基板の穴明は加工試験を行なった。
材質 ：金属タングステンフィラメント温度 ：
２４００ Ｃ’フィラメントとドリル 先端間距離 １０．０ 闘 全 圧 ： １００ ｔｏｒｒ雰囲気ガ
ス ：Ｈ−１％ＣＨガス 時 間 ：０．５〜１０ 時間得られた本発
明例の各ダイヤモンド被１ｉｊｓｉＮ焼結体製マイクロ
ドリル（試料屋３〜９）について、下記条件でプリント
基板の穴明は加工試験を行なった。
被 削 材 ： ３枚の４層シートを厚さ０．１
２酩のＡｌ板と厚さ１．６簡のベー クライト板に挟んだ全厚６．５５ 鴎のプリント基板 回転速度 ： ６０．００Ｏｒ、 ｐ、 ｍ。
２酩のＡｌ板と厚さ１．６簡のベー クライト板に挟んだ全厚６．５５ 鴎のプリント基板 回転速度 ： ６０．００Ｏｒ、 ｐ、 ｍ。
切削速度 ：４，０００簡／ ｍ ｉ ｎ送
リ ＝ ５０ μｍ／
ｒｅｖ。
リ ＝ ５０ μｍ／
ｒｅｖ。
この穴明は加工試験で、穴内径面粗さが工具寿命と判断
される３０μｍに至るまでの穴加工数を測定し、穴明は
加工終了後にマイクロドリルの刃先を観察し、又被削材
の溶着状態を調べた。
される３０μｍに至るまでの穴加工数を測定し、穴明は
加工終了後にマイクロドリルの刃先を観察し、又被削材
の溶着状態を調べた。
比較例として上記試料＆１〜２、従来例とじて上記各マ
イクロドリルと同じ寸法及び形状を有し、Ｊ工Ｓ Ｋ
１０に相当する組成のｗｅ基超超硬合金製マイクロドリ
ル試料Ａｌ０）、及びその表面に公知の真空アーク蒸着
法に上り層厚２．０μｍのＴｉＮ被覆層を形成した表面
被覆ＷＣＣ超超硬合金製マイクロドリル試料Ａ１１）を
準備し、上記と同様のプリント基板の穴明は加工試験を
行なった。
イクロドリルと同じ寸法及び形状を有し、Ｊ工Ｓ Ｋ
１０に相当する組成のｗｅ基超超硬合金製マイクロドリ
ル試料Ａｌ０）、及びその表面に公知の真空アーク蒸着
法に上り層厚２．０μｍのＴｉＮ被覆層を形成した表面
被覆ＷＣＣ超超硬合金製マイクロドリル試料Ａ１１）を
準備し、上記と同様のプリント基板の穴明は加工試験を
行なった。
得られた結果を第２表に示す。
第 ２ 表
（註）表中の×印は比較例又は従来例である。
上記の結果から、比較例のダイヤモンド被覆を有しない
Ｓｉ Ｎ 焼結体製マイクロドリル（試料人１〜２）も
靭性が向上していること、及びこれにダイヤモンド被覆
層を形成した本発明例のダイヤモンド被Ｎ５ｉＮ 焼結
体製マイクロドリル（試料應３〜９）は、従来例のマイ
クロドリル（試料屋１０〜１１）に比べ遥かに優れた耐
摩耗性と耐溶着性を示すことが判る。
Ｓｉ Ｎ 焼結体製マイクロドリル（試料人１〜２）も
靭性が向上していること、及びこれにダイヤモンド被覆
層を形成した本発明例のダイヤモンド被Ｎ５ｉＮ 焼結
体製マイクロドリル（試料應３〜９）は、従来例のマイ
クロドリル（試料屋１０〜１１）に比べ遥かに優れた耐
摩耗性と耐溶着性を示すことが判る。
本発明のダイヤモンド被覆Ｓｉ Ｎ 焼結体製マイクロ
ドリルは、プリント基板の穴明は加工において優れた耐
摩耗性と耐溶着性を示し、過酷な条件下でも工具寿命が
長く、従来よりも遥かに長期にわたり良好な寸法精度の
穴明は加工を行なうことが出来る。
ドリルは、プリント基板の穴明は加工において優れた耐
摩耗性と耐溶着性を示し、過酷な条件下でも工具寿命が
長く、従来よりも遥かに長期にわたり良好な寸法精度の
穴明は加工を行なうことが出来る。
手続補正書（自発）
平成２年７月１３０司
敏 殿
Claims (2)
- （１）短径が１μｍ以下の柱状晶組織からなるＳｉ＿３
Ｎ＿４を主成分とし、ＭｇＯ、Ｙ＿２Ｏ＿３、Ａｌ＿２
Ｏ＿３、ＡｌＮ、ＺｒＯ＿２、ＨｆＯ＿２、ＴｉＣ、Ｔ
ｉＮ、Ｂ＿４Ｃ、ＢＮ及びＴｉＢ＿２のうちの少なくと
も一種を夫々０．０１〜３０重量％、合計で５０重量％
以下含有したＳｉ＿３Ｎ＿４焼結体からなる基体と、こ
の基体表面に設けた層厚０．１μｍ以上のダイヤモンド
被覆層とからなるダイヤモンド被覆Ｓｉ＿３Ｎ＿４焼結
体製マイクロドリル。 - （２）Ｓｉ＿３Ｎ＿４焼結体が、イミド分解法Ｓｉ＿３
Ｎ＿４粉末を原料粉末とする、請求項（１）記載のダイ
ヤモンド被覆Ｓｉ＿３Ｎ＿４焼結体製マイクロドリル。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11474790A JPH0413506A (ja) | 1990-04-27 | 1990-04-27 | ダイヤモンド被覆Ｓｉ↓３Ｎ↓４焼結体製マイクロドリル |
| US07/691,446 US5137398A (en) | 1990-04-27 | 1991-04-25 | Drill bit having a diamond-coated sintered body |
| EP91106680A EP0454114B1 (en) | 1990-04-27 | 1991-04-25 | Drill of diamond-coated sintered body |
| DE69103073T DE69103073T2 (de) | 1990-04-27 | 1991-04-25 | Bohrer mit gesintertem diamantbeschichtetem Körper. |
| KR1019910006742D KR940011212B1 (ko) | 1990-04-27 | 1991-04-26 | 다이아몬드 피복 소결체 드릴 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11474790A JPH0413506A (ja) | 1990-04-27 | 1990-04-27 | ダイヤモンド被覆Ｓｉ↓３Ｎ↓４焼結体製マイクロドリル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0413506A true JPH0413506A (ja) | 1992-01-17 |
Family
ID=14645661
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11474790A Pending JPH0413506A (ja) | 1990-04-27 | 1990-04-27 | ダイヤモンド被覆Ｓｉ↓３Ｎ↓４焼結体製マイクロドリル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0413506A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2018092187A1 (ja) * | 2016-11-15 | 2019-10-10 | 住友電工ハードメタル株式会社 | 切削工具 |
| CN112301345A (zh) * | 2020-11-05 | 2021-02-02 | 邯郸钢铁集团有限责任公司 | 铸钢轧辊用激光熔覆合金粉料及其激光熔覆方法 |
-
1990
- 1990-04-27 JP JP11474790A patent/JPH0413506A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2018092187A1 (ja) * | 2016-11-15 | 2019-10-10 | 住友電工ハードメタル株式会社 | 切削工具 |
| CN112301345A (zh) * | 2020-11-05 | 2021-02-02 | 邯郸钢铁集团有限责任公司 | 铸钢轧辊用激光熔覆合金粉料及其激光熔覆方法 |
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