JPH04202490A - 被覆ダイヤモンド砥粒 - Google Patents
被覆ダイヤモンド砥粒Info
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- JPH04202490A JPH04202490A JP2334229A JP33422990A JPH04202490A JP H04202490 A JPH04202490 A JP H04202490A JP 2334229 A JP2334229 A JP 2334229A JP 33422990 A JP33422990 A JP 33422990A JP H04202490 A JPH04202490 A JP H04202490A
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Landscapes
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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】
〔産業上の利用分骨〕
本発明は、石材やフンクリート等の切断に用いられるソ
ー・ブレード用として好適な被覆ダイヤモンド砥粒に関
する。
ー・ブレード用として好適な被覆ダイヤモンド砥粒に関
する。
ソー・ブレードは、３０〜６０メツシユ（粒径２５０〜
５９０μｍ）の天然又は合成のダイヤモンド砥粒を金属
のマトリックスで焼結し、得られたセグメントを清製円
盤の周囲にロウ付けした工具であり、石材、コンクリー
ト、アスファルト等の切断に使用されている。
５９０μｍ）の天然又は合成のダイヤモンド砥粒を金属
のマトリックスで焼結し、得られたセグメントを清製円
盤の周囲にロウ付けした工具であり、石材、コンクリー
ト、アスファルト等の切断に使用されている。
かかるソー・ブレードの切断メカニズムは一般の研削砥
石と同様であり、第２図に示すようにマトリックス２の
表面から突出したダイヤモンド砥粒１が切れ刃となり、
円盤と共に回転して石材やコンクリート等を研削する。
石と同様であり、第２図に示すようにマトリックス２の
表面から突出したダイヤモンド砥粒１が切れ刃となり、
円盤と共に回転して石材やコンクリート等を研削する。
ところが従来のソー・ブレードでは、切れ刃となるダイ
ヤモンド砥粒１のうち早期にマトリックス２から脱落す
るものが多いという問題があった。
ヤモンド砥粒１のうち早期にマトリックス２から脱落す
るものが多いという問題があった。
脱落する砥粒が多くなると残った砥粒の一個一個にかか
る負荷が大きくなるので、残った砥粒も破壊されやすく
なる。このためセグメントの摩耗が激しくなり、寿命が
短かくなる欠点があった。
る負荷が大きくなるので、残った砥粒も破壊されやすく
なる。このためセグメントの摩耗が激しくなり、寿命が
短かくなる欠点があった。
ダイヤモンド砥粒とマトリックスの接合力を高める試み
のひとつとして、ダイヤモンド砥粒を他の物質との接合
力が極めて高いチタン（Ｔ１）で被覆することが提案さ
れている（ダイヤモンド工業協会刊、第６回工業用ダイ
ヤモンドセミナー論文集、第８−１〜８−５頁）。
のひとつとして、ダイヤモンド砥粒を他の物質との接合
力が極めて高いチタン（Ｔ１）で被覆することが提案さ
れている（ダイヤモンド工業協会刊、第６回工業用ダイ
ヤモンドセミナー論文集、第８−１〜８−５頁）。
しかし、このＴ１被覆ダイヤモンド砥粒もマトリックス
がＦｅ、 Ｎｉ、 Ｃｏを含む場合には高い接合力が望
めないことが判った。即ち、これらの金属はセグメント
作製の焼結時や石材等の切断時の高温下でダイヤモンド
と反応し、ダイヤモンド砥粒とマトリックスの間に黒鉛
層を形成させるので、ダイヤモンド砥粒が脱落しやすく
なる。上記Ｔ１被覆ダイヤモンド砥粒においても、Ｔ工
被覆が薄いとこれらの金属とダイヤモンド砥粒との接触
が避けられず、黒鉛化が進行して砥粒の脱落が起る。
がＦｅ、 Ｎｉ、 Ｃｏを含む場合には高い接合力が望
めないことが判った。即ち、これらの金属はセグメント
作製の焼結時や石材等の切断時の高温下でダイヤモンド
と反応し、ダイヤモンド砥粒とマトリックスの間に黒鉛
層を形成させるので、ダイヤモンド砥粒が脱落しやすく
なる。上記Ｔ１被覆ダイヤモンド砥粒においても、Ｔ工
被覆が薄いとこれらの金属とダイヤモンド砥粒との接触
が避けられず、黒鉛化が進行して砥粒の脱落が起る。
又、Ｔ１被覆が厚い場合には、Ｔ１自身が脆いうえ更に
切断時の高温下では雰囲気中の酸素や水と反応してＴｉ
Ｃ２・２Ｈ２０等の一層脆い化合物を生成するので、Ｔ
１被覆が薄い場合よりもダイヤモンド砥粒の脱落が促進
される。
切断時の高温下では雰囲気中の酸素や水と反応してＴｉ
Ｃ２・２Ｈ２０等の一層脆い化合物を生成するので、Ｔ
１被覆が薄い場合よりもダイヤモンド砥粒の脱落が促進
される。
本発明はかかる従来の事情に鑑み、マ） ＩＪノクスと
の接合力が大きく、ソー・ブレード等の工具の寿命を大
幅に延ばすことが出来る被覆ダイヤモンド砥粒を提供す
ることを目的とする。
の接合力が大きく、ソー・ブレード等の工具の寿命を大
幅に延ばすことが出来る被覆ダイヤモンド砥粒を提供す
ることを目的とする。
〔課題を解決するための手段）
上記目的を達成するため、本発明の被覆ダイヤモンド砥
粒においては、ダイヤモンド砥粒の表面に、ＴｉＣＮ（
０≦Ｘ≦１）で表されるチタンの炭化１−Ｘ Ｘ 物、窒化物又は炭窒化物の被覆層を設けたことを特徴と
する。
粒においては、ダイヤモンド砥粒の表面に、ＴｉＣＮ（
０≦Ｘ≦１）で表されるチタンの炭化１−Ｘ Ｘ 物、窒化物又は炭窒化物の被覆層を設けたことを特徴と
する。
本発明で被覆層として用いるＴ１の炭化物、窒化物又は
炭窒化物Ｔｉｅ Ｎは、化学的に活性な金属−ＸＸ であるＴ１を含むので他の物質に対して充分な接合力を
有し、且つセラミックであるから熱的・化学的にＴ１よ
りも遥かに安定であるうえ、被覆工具の被覆層として既
に使用されているように工具用として充分な硬度並びに
強度を備えている。従って、本発明の被覆ダイヤモンド
砥粒では、被覆層がＴ１被覆層のような脆さを伴うこと
なく、マトリックスとの接合強度を飛躍的に向上させ得
る。
炭窒化物Ｔｉｅ Ｎは、化学的に活性な金属−ＸＸ であるＴ１を含むので他の物質に対して充分な接合力を
有し、且つセラミックであるから熱的・化学的にＴ１よ
りも遥かに安定であるうえ、被覆工具の被覆層として既
に使用されているように工具用として充分な硬度並びに
強度を備えている。従って、本発明の被覆ダイヤモンド
砥粒では、被覆層がＴ１被覆層のような脆さを伴うこと
なく、マトリックスとの接合強度を飛躍的に向上させ得
る。
又、マトリックスがＦｅ、 Ｎｉ、 Ｃ！ｏを含む場合
においても、被覆層を十分に厚ぐすることによってダイ
ヤモンド砥粒とマトリックスとの接触を避け、ダイヤモ
ンド砥粒の黒船化を充分防止することが出来る。しかし
、被覆層を過度に厚くすると被覆コストが増大する。従
って被覆層の厚さは１〜１０μｍの範囲とするのが好ま
しい。尚、Ｃｏはその性質上被覆層を通り抜けやすいの
で、ＣＯを含むマトリックスの場合は被覆層を特に厚め
にすることが望ましく、又セグメント製作時の焼結温つ
が高い場合も同様である。
においても、被覆層を十分に厚ぐすることによってダイ
ヤモンド砥粒とマトリックスとの接触を避け、ダイヤモ
ンド砥粒の黒船化を充分防止することが出来る。しかし
、被覆層を過度に厚くすると被覆コストが増大する。従
って被覆層の厚さは１〜１０μｍの範囲とするのが好ま
しい。尚、Ｃｏはその性質上被覆層を通り抜けやすいの
で、ＣＯを含むマトリックスの場合は被覆層を特に厚め
にすることが望ましく、又セグメント製作時の焼結温つ
が高い場合も同様である。
上記被覆層の組成ＴｉＣＮ において、Ｘの値につい
てはＯ≦Ｘ≦１の範囲で特に制限はないが、ダイヤモン
ド砥粒との馴染みの点からχの値は小さい方が望ましく
、−船釣には被覆の容易さからもＴｉＣが好ましい。
てはＯ≦Ｘ≦１の範囲で特に制限はないが、ダイヤモン
ド砥粒との馴染みの点からχの値は小さい方が望ましく
、−船釣には被覆の容易さからもＴｉＣが好ましい。
又、被８ｆ層の形成方法としては、セラミック等のコー
ティング法として良く知られたＰＶＤ法やＣＶＤ法等の
物理的・化学的な気相からの析出方法、又ハメカ／フュ
ージョン法（ホリカワミクロン株式会社粉体工学研究所
編１メカノフュージョン」、日刊工業新聞社刊参照）の
ような微粒子を圧着する機械的な方法のいずれてあって
も良いが、気相からの析出法の場合はダイヤモンド砥粒
の表面に均一な被覆層を形成するために攪拌ないし流動
層的な手段を組み合せることが必要である。
ティング法として良く知られたＰＶＤ法やＣＶＤ法等の
物理的・化学的な気相からの析出方法、又ハメカ／フュ
ージョン法（ホリカワミクロン株式会社粉体工学研究所
編１メカノフュージョン」、日刊工業新聞社刊参照）の
ような微粒子を圧着する機械的な方法のいずれてあって
も良いが、気相からの析出法の場合はダイヤモンド砥粒
の表面に均一な被覆層を形成するために攪拌ないし流動
層的な手段を組み合せることが必要である。
上記の如＜ Ｔ】、ＣＮ で被覆された被覆ダイヤ−
ＸＸ モンド砥粒を通常の如くマトリックスに焼結することに
よって、ソー・ブレードを作製できる。しかし、被覆層
のＴｉＣＮ は高温でＨと反応して−Ｘ Ｘ 極めて脆い化合物を生成するから、焼結雰囲気として水
素は避けるべきである。
ＸＸ モンド砥粒を通常の如くマトリックスに焼結することに
よって、ソー・ブレードを作製できる。しかし、被覆層
のＴｉＣＮ は高温でＨと反応して−Ｘ Ｘ 極めて脆い化合物を生成するから、焼結雰囲気として水
素は避けるべきである。
かくして得られたソー・ブレードでは、本発明の被覆ダ
イヤモンド砥粒がマトリックスに強固に接合されている
ので脱落が極めて少なく、各ダイヤモンド砥粒にかかる
負荷が減少して破壊し難くなるため、寿命が大幅に延び
る。但し、過度に破壊し鑓い場合には切れ味が悪くなる
ので、使用する砥粒の量を減らす必要がある。又、従来
と同程度の寿命で良い場合には、被覆ダイヤモンド砥粒
の量を大幅に減らすことが可能である。
イヤモンド砥粒がマトリックスに強固に接合されている
ので脱落が極めて少なく、各ダイヤモンド砥粒にかかる
負荷が減少して破壊し難くなるため、寿命が大幅に延び
る。但し、過度に破壊し鑓い場合には切れ味が悪くなる
ので、使用する砥粒の量を減らす必要がある。又、従来
と同程度の寿命で良い場合には、被覆ダイヤモンド砥粒
の量を大幅に減らすことが可能である。
更に、本発明の被覆ダイヤモンド砥粒を用いることによ
り、ダイヤモンド砥粒本体の粒度を小さくすることが可
能である。即ち、ソー・ブレードでは切り屑を排出する
ため砥粒がマトリックスより一定以上の高さで突出して
いること、例えば２５０ ｃｍ”／ｍｉｎの速度で御影
石を切断する場合は約１００μｍの突出高さが必要とさ
れる。一方、ダイヤモンド砥粒をマトリックスに保持す
るためには一定以上の接合強度が必要であるが、従来は
両者の接合力が弱いので必要な接合強度を得るため第２
図の如くダイヤモンド砥粒１とマトリックス２の接触面
積を大きくする必要があり、従ってダイヤモンド砥粒１
を深く埋め込むため必然的に突出高さに対して粒径の大
きなダイヤモンド砥粒１が必要であった。
り、ダイヤモンド砥粒本体の粒度を小さくすることが可
能である。即ち、ソー・ブレードでは切り屑を排出する
ため砥粒がマトリックスより一定以上の高さで突出して
いること、例えば２５０ ｃｍ”／ｍｉｎの速度で御影
石を切断する場合は約１００μｍの突出高さが必要とさ
れる。一方、ダイヤモンド砥粒をマトリックスに保持す
るためには一定以上の接合強度が必要であるが、従来は
両者の接合力が弱いので必要な接合強度を得るため第２
図の如くダイヤモンド砥粒１とマトリックス２の接触面
積を大きくする必要があり、従ってダイヤモンド砥粒１
を深く埋め込むため必然的に突出高さに対して粒径の大
きなダイヤモンド砥粒１が必要であった。
これに対して第１図の如く、本発明の被覆ダイヤモンド
砥粒は被覆層３によりマトリックス２との接合力が従来
より大きくなるので、少ない接触面積で必要な接合強度
が得られ、即ちダイヤモンド砥粒１の埋め込みを浅くで
き、その結果従来すりダイヤモンド砥粒１の粒径がより
小さくても必要な突出高さを確保できる。ダイヤモンド
砥粒の価格は粒度により大きく異なるので、粒度の小さ
なダイヤモンド砥粒を使用出来ることは大幅なコストダ
ウンになる。
砥粒は被覆層３によりマトリックス２との接合力が従来
より大きくなるので、少ない接触面積で必要な接合強度
が得られ、即ちダイヤモンド砥粒１の埋め込みを浅くで
き、その結果従来すりダイヤモンド砥粒１の粒径がより
小さくても必要な突出高さを確保できる。ダイヤモンド
砥粒の価格は粒度により大きく異なるので、粒度の小さ
なダイヤモンド砥粒を使用出来ることは大幅なコストダ
ウンになる。
ｍユ
４０〜５０メソシユのダイヤモンド砥粒の表面に、メカ
ノフュージョン法により厚さ約４μｍのＴ１Ｃｏ、。
ノフュージョン法により厚さ約４μｍのＴ１Ｃｏ、。
Ｎ の被覆層を形成した。この被覆ダイヤモンド０．３
砥粒をＦｅ−５０ｗｔ％ＣＯのマトリックスに９００
Ｕで焼結し、得られた砥粒含有量０．９カラン ｙ （
ｍ ｌのセグメントを鋼製円盤にロウ付けして、直径が
３０５簡のソー・ブレードを作製した。
Ｕで焼結し、得られた砥粒含有量０．９カラン ｙ （
ｍ ｌのセグメントを鋼製円盤にロウ付けして、直径が
３０５簡のソー・ブレードを作製した。
比較のため、同じダイヤモンド砥粒を用い、被覆層を形
成しない以外は上記と同様にしてソー・ブレードを作製
した。
成しない以外は上記と同様にしてソー・ブレードを作製
した。
各ソー・ブレードを使用して、回転数２０００ ｒｐｍ
。
。
送り速度２．５ ｍ／ｍｉｎ 、切り込み量２０ ｍｍ
／ｐ ａ ｓ ｓで御影石を切断したところ、本発明の
被覆ダイヤモンド砥粒を用いたソー・ブレードは比較例
のソー・ブレードの約１．４倍の寿命を示した。又、切
断後ノソー・ブレードを観察すると、本発明のものは比
較例に比べ砥粒の脱落穴数が半減していた。
／ｐ ａ ｓ ｓで御影石を切断したところ、本発明の
被覆ダイヤモンド砥粒を用いたソー・ブレードは比較例
のソー・ブレードの約１．４倍の寿命を示した。又、切
断後ノソー・ブレードを観察すると、本発明のものは比
較例に比べ砥粒の脱落穴数が半減していた。
実施例２
４０〜５０メツシユのダイヤモンド砥粒の表面に、反応
ガスとしてＴｉＣ工、 ＣＨ４，Ｈ２を用いた湿度９５
０Ｃの熱フイラメントＣＶＤ法により、厚さ約７μｍの
ＴｉＣ被覆層を形成した。この被覆ダイヤモンド砥粒を
ＷＣ−５Ｑ ｗｔ％Ｃｏのマトリックスに１１００Ｃで
焼結し、得られたセグメントを鋼製円盤にロウ付けして
直径４０６ 簡のソー・ブレードを作製した。
ガスとしてＴｉＣ工、 ＣＨ４，Ｈ２を用いた湿度９５
０Ｃの熱フイラメントＣＶＤ法により、厚さ約７μｍの
ＴｉＣ被覆層を形成した。この被覆ダイヤモンド砥粒を
ＷＣ−５Ｑ ｗｔ％Ｃｏのマトリックスに１１００Ｃで
焼結し、得られたセグメントを鋼製円盤にロウ付けして
直径４０６ 簡のソー・ブレードを作製した。
比較のため、上記より粒度の大きな３０〜４０メツシユ
のダイヤモンド砥粒を用い、被覆層を形成しないま＼、
上記と同様にして同じ砥粒含有量のソー・ブレードを作
製した。
のダイヤモンド砥粒を用い、被覆層を形成しないま＼、
上記と同様にして同じ砥粒含有量のソー・ブレードを作
製した。
各ソー・ブレードを使用し、通常３０〜４ｏメツシユの
ダイヤモンド砥粒が必要とされるアスファルトの切断を
、種々条件を変えて行なった。本発明のソー・ブレード
は、比較例のソー・ブレードニ比へて、粒度の小さな４
０〜５０メツシユのダイヤモンド砥粒であるにも拘らず
、アスファルトの切断が十分容易であって、寿命もほぼ
同じてあった。
ダイヤモンド砥粒が必要とされるアスファルトの切断を
、種々条件を変えて行なった。本発明のソー・ブレード
は、比較例のソー・ブレードニ比へて、粒度の小さな４
０〜５０メツシユのダイヤモンド砥粒であるにも拘らず
、アスファルトの切断が十分容易であって、寿命もほぼ
同じてあった。
本発明によれば、マ） ＩＪソクスとの接合力が犬きく
、特にＦｅ、 Ｎｉ、 Ｃｏを含む金属マトリックスに
対して大きな接合力を有する被覆ダイヤモンド砥粒を提
供することが出来る。
、特にＦｅ、 Ｎｉ、 Ｃｏを含む金属マトリックスに
対して大きな接合力を有する被覆ダイヤモンド砥粒を提
供することが出来る。
従って、本発明の被覆ダイヤモンド砥粒を各種ダイヤモ
ンド焼結工具、特にソー・ブレードに用いることによっ
て、その寿命を大幅に延ばすことができるか若しくは同
程度の寿命で良い場合には砥粒含有量を大幅に減少させ
ることができ、且つ従来より粒度の小さなダイヤモンド
砥粒の使用が可能となり、製造コスト及び石材やコンク
リート等の加工コストを大幅に低減することが出来る。
ンド焼結工具、特にソー・ブレードに用いることによっ
て、その寿命を大幅に延ばすことができるか若しくは同
程度の寿命で良い場合には砥粒含有量を大幅に減少させ
ることができ、且つ従来より粒度の小さなダイヤモンド
砥粒の使用が可能となり、製造コスト及び石材やコンク
リート等の加工コストを大幅に低減することが出来る。
第１図及び第２図はダイヤモンド砥粒をマトリックスに
保持した状態を示す概略断面図であり、第１図は本発明
例及び第２図は従来例を示す。 １・・ダイヤモンド砥粒 ２ °マトリックス ３・・被覆層 呂願人 住友電気工業株式会社 代理人 弁理土中打勝、・＊−ミ 第１図 １ ダイアモンド砥粒 ／′ １ ダイアモンド砥粒 ７′
保持した状態を示す概略断面図であり、第１図は本発明
例及び第２図は従来例を示す。 １・・ダイヤモンド砥粒 ２ °マトリックス ３・・被覆層 呂願人 住友電気工業株式会社 代理人 弁理土中打勝、・＊−ミ 第１図 １ ダイアモンド砥粒 ／′ １ ダイアモンド砥粒 ７′
Claims (2)
- （１）ダイヤモンド砥粒の表面に、ＴｉＣ＿１＿−＿ｘ
Ｎ＿ｘ（０≦ｘ≦１）で表されるチタンの炭化物、窒化
物又は炭窒化物の被覆層を設けたことを特徴とする被覆
ダイヤモンド砥粒。 - （２）上記被覆層の厚さが１〜１０μｍであることを特
徴とする、請求項（１）記載の被覆ダイヤモンド砥粒。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2334229A JPH04202490A (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 被覆ダイヤモンド砥粒 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2334229A JPH04202490A (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 被覆ダイヤモンド砥粒 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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1990
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