JPH05202353A - ダイヤモンドペレットおよびそれから作成される鋸刃セグメント - Google Patents
ダイヤモンドペレットおよびそれから作成される鋸刃セグメントInfo
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- JPH05202353A JPH05202353A JP4248459A JP24845992A JPH05202353A JP H05202353 A JPH05202353 A JP H05202353A JP 4248459 A JP4248459 A JP 4248459A JP 24845992 A JP24845992 A JP 24845992A JP H05202353 A JPH05202353 A JP H05202353A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 取扱い易く強靭で個別に分離した金属被覆研
磨材ペレットの製法。 【構成】 （ａ）ガスで流動化された研磨材粒子床上
に、金属粉末、結合剤および揮発性溶剤のスラリーを、
実質的にすべての研磨材粒子が少なくとも約２０重量％
の前記金属粉末によって被覆されるまで噴霧し、（ｂ）
前記金属粉末で被覆された研磨材粒子を回収し、（ｃ）
回収した前記被覆粒子を、前記研磨材粒子を包囲する焼
結された連続した金属被膜が形成される条件下で加熱す
る。金属被覆研磨材ペレットから鋸刃セグメントが作成
される。
磨材ペレットの製法。 【構成】 （ａ）ガスで流動化された研磨材粒子床上
に、金属粉末、結合剤および揮発性溶剤のスラリーを、
実質的にすべての研磨材粒子が少なくとも約２０重量％
の前記金属粉末によって被覆されるまで噴霧し、（ｂ）
前記金属粉末で被覆された研磨材粒子を回収し、（ｃ）
回収した前記被覆粒子を、前記研磨材粒子を包囲する焼
結された連続した金属被膜が形成される条件下で加熱す
る。金属被覆研磨材ペレットから鋸刃セグメントが作成
される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、焼結が可能であるかま
たは焼結された厚い被膜を有する砥粒、特にダイヤモン
ド砥粒に係る。また本発明は、本発明の厚い焼結可能な
研磨材粒子から製造され、たとえば花崗岩、大理石、コ
ンクリート、アスファルトなどのような硬い材料および
／または研磨材料をのこぎりで切断するのに使用する類
のワイヤソーや鋸刃のような切削工具にも係る。
たは焼結された厚い被膜を有する砥粒、特にダイヤモン
ド砥粒に係る。また本発明は、本発明の厚い焼結可能な
研磨材粒子から製造され、たとえば花崗岩、大理石、コ
ンクリート、アスファルトなどのような硬い材料および
／または研磨材料をのこぎりで切断するのに使用する類
のワイヤソーや鋸刃のような切削工具にも係る。
【０００２】
【従来の技術】ケルソ(Kelso) の米国特許第３，３１
６，０７３号（援用する）には、マトリックス形成材が
中央の研磨材粒子を包囲している球状の研磨体が記載さ
れている。この特許によると、マトリックス材料は焼結
可能な物質を含有しており、この物質は加熱の際に互い
に結合して研磨材粒子に対する強固で永久的な結合を形
成する。場合によっては、一時的なバインダーを使用し
て、ペレットが最終の焼成品に形成される前の取扱に耐
えるだけの充分な自立性と強度をもつようにすることが
ある。結合の容積と研磨材容積との比は少なくとも９：
１とされている。このような研磨体を焼結して最終の工
具を形成することができる。
６，０７３号（援用する）には、マトリックス形成材が
中央の研磨材粒子を包囲している球状の研磨体が記載さ
れている。この特許によると、マトリックス材料は焼結
可能な物質を含有しており、この物質は加熱の際に互い
に結合して研磨材粒子に対する強固で永久的な結合を形
成する。場合によっては、一時的なバインダーを使用し
て、ペレットが最終の焼成品に形成される前の取扱に耐
えるだけの充分な自立性と強度をもつようにすることが
ある。結合の容積と研磨材容積との比は少なくとも９：
１とされている。このような研磨体を焼結して最終の工
具を形成することができる。
【０００３】キムラ(Kimura)の米国特許第４，７７０，
９０７号（援用する）には、メタルボンドダイヤモンド
工具の製造に適した金属被覆砥粒の製法が開示されてい
る。まず、凝集性バインダーを有機溶剤に溶かした溶液
を用いて金属粉のスラリーを調製し、このスラリーを掻
き混ぜて金属粉を均一に懸濁させ、噴霧用ノズルを用い
て流動床造粒機内で流動化された砥粒懸濁物中にスラリ
ーを噴霧して個々の砥粒上に次々とスラリーの均一な球
状の被膜を作って乾燥させる。
９０７号（援用する）には、メタルボンドダイヤモンド
工具の製造に適した金属被覆砥粒の製法が開示されてい
る。まず、凝集性バインダーを有機溶剤に溶かした溶液
を用いて金属粉のスラリーを調製し、このスラリーを掻
き混ぜて金属粉を均一に懸濁させ、噴霧用ノズルを用い
て流動床造粒機内で流動化された砥粒懸濁物中にスラリ
ーを噴霧して個々の砥粒上に次々とスラリーの均一な球
状の被膜を作って乾燥させる。
【０００４】しかしながら、ケルソ(Kelso) の特許にも
キムラ(Kimura)の特許にも、仕上りの工具中の研磨材粒
子濃度を制御するために砥粒を含まない金属ペレットを
使用することは開示も示唆もされていない。このような
砥粒を含まない金属ペレット（すなわち、「ダミーペレ
ット」）がないと、仕上りの工具中の研磨材粒子の濃度
を変えるには被膜の厚みをさまざまに変える必要がある
であろう。さらに、ケルソ(Kelso) の特許には、最終製
品の工具を製造する前に被覆された砥粒を焼結すること
は開示も示唆もされていない。
キムラ(Kimura)の特許にも、仕上りの工具中の研磨材粒
子濃度を制御するために砥粒を含まない金属ペレットを
使用することは開示も示唆もされていない。このような
砥粒を含まない金属ペレット（すなわち、「ダミーペレ
ット」）がないと、仕上りの工具中の研磨材粒子の濃度
を変えるには被膜の厚みをさまざまに変える必要がある
であろう。さらに、ケルソ(Kelso) の特許には、最終製
品の工具を製造する前に被覆された砥粒を焼結すること
は開示も示唆もされていない。
【０００５】従来、たとえば花崗岩、大理石、充填コン
クリート、アスファルトなどのような硬い材料を切削す
るには回転または円形のダイヤモンドソー（丸のこ）が
使われている。このタイプののこぎりの歯（鋸刃）はそ
の切れ刃の回りに間隔をおいて並んだ複数のセグメント
を有する円形のスチール製ディスクからなっており、こ
れらのセグメントは基本的に、たとえばブロンズやコバ
ルトのような適切な合金または金属のマトリックス中に
結合したダイヤモンド研磨材から構成されている。この
ダイヤモンド研磨材は通常、単結晶の天然ダイヤモンド
かまたは単結晶の合成ダイヤモンドのいずれかである。
米国特許第４，８８３，５００号には、熱的に安定な多
結晶質ダイヤモンド切削要素と単結晶切削要素とを組合
せて結合マトリックスに分散させて使用することが提案
されている。
クリート、アスファルトなどのような硬い材料を切削す
るには回転または円形のダイヤモンドソー（丸のこ）が
使われている。このタイプののこぎりの歯（鋸刃）はそ
の切れ刃の回りに間隔をおいて並んだ複数のセグメント
を有する円形のスチール製ディスクからなっており、こ
れらのセグメントは基本的に、たとえばブロンズやコバ
ルトのような適切な合金または金属のマトリックス中に
結合したダイヤモンド研磨材から構成されている。この
ダイヤモンド研磨材は通常、単結晶の天然ダイヤモンド
かまたは単結晶の合成ダイヤモンドのいずれかである。
米国特許第４，８８３，５００号には、熱的に安定な多
結晶質ダイヤモンド切削要素と単結晶切削要素とを組合
せて結合マトリックスに分散させて使用することが提案
されている。
【０００６】そのようなセグメントおよびそれを含有す
る鋸刃を製造するには各種の問題がある。たとえば、ダ
イヤモンド製鋸刃の性能を最適化するには、混合および
混和中メタルボンド粉末中でダイヤモンドの凝集が起こ
るのを防ぐことが望ましいであろう。こうすると、ダイ
ヤモンドの研磨材結晶を最大限に利用できるであろう。
さらに、各セグメント内の気孔率を制御して使用中局部
的に冷却材を与えて、ダイヤモンドおよび／または結合
金属の熱劣化を最小限にすると便利であろう。
る鋸刃を製造するには各種の問題がある。たとえば、ダ
イヤモンド製鋸刃の性能を最適化するには、混合および
混和中メタルボンド粉末中でダイヤモンドの凝集が起こ
るのを防ぐことが望ましいであろう。こうすると、ダイ
ヤモンドの研磨材結晶を最大限に利用できるであろう。
さらに、各セグメント内の気孔率を制御して使用中局部
的に冷却材を与えて、ダイヤモンドおよび／または結合
金属の熱劣化を最小限にすると便利であろう。
【０００７】たとえば、回転鋸刃で花崗岩を切断する場
合、石のより硬い部分に刃が入って行くときに刃が横に
ずれると切出される表面に平らでない部分が生じること
がある。すると、費用のかかる研削加工が必要になり、
石の加工業者の利益が減少する。現場におけるこの問題
に対するひとつの解決策は、異なる摩耗パターンをもっ
たサンドイッチセグメントを作り、切断中刃の横方向の
ぶれの機会を減らすようなマッチした軌道を石に与える
ことであった。これまでのところ、この異なる摩耗パタ
ーンを達成するには、前記米国特許第４，８８３，５０
０号に提案されているように、その面に沿ってダイヤモ
ンドの濃度を変えるか、またはセグメントの外側部分に
耐摩耗性材料を添加している。これらの方法は、連続す
る３つのコールドプレス工程でプレスキャビティーを充
填した後別の操作でホットプレスして金属マトリックス
粉末を焼結させる技術を使用する。
合、石のより硬い部分に刃が入って行くときに刃が横に
ずれると切出される表面に平らでない部分が生じること
がある。すると、費用のかかる研削加工が必要になり、
石の加工業者の利益が減少する。現場におけるこの問題
に対するひとつの解決策は、異なる摩耗パターンをもっ
たサンドイッチセグメントを作り、切断中刃の横方向の
ぶれの機会を減らすようなマッチした軌道を石に与える
ことであった。これまでのところ、この異なる摩耗パタ
ーンを達成するには、前記米国特許第４，８８３，５０
０号に提案されているように、その面に沿ってダイヤモ
ンドの濃度を変えるか、またはセグメントの外側部分に
耐摩耗性材料を添加している。これらの方法は、連続す
る３つのコールドプレス工程でプレスキャビティーを充
填した後別の操作でホットプレスして金属マトリックス
粉末を焼結させる技術を使用する。
【０００８】ここ数十年の間、ダイヤモンド研磨材粉末
を微細な金属粉末と混和または混合し、焼結プレス内で
ホットプレスしてセグメントを成形するのが一般的なや
り方である。空気中の微細な金属粉末は毒性にしろ発癌
性にしろ衛生上危険な可能性がある。さらに、ダイヤモ
ンドと金属の大きさ、形状および密度の違いのため均一
な混合は困難である。また、モールドの充填を自動化で
きるようになれば便利であろう。
を微細な金属粉末と混和または混合し、焼結プレス内で
ホットプレスしてセグメントを成形するのが一般的なや
り方である。空気中の微細な金属粉末は毒性にしろ発癌
性にしろ衛生上危険な可能性がある。さらに、ダイヤモ
ンドと金属の大きさ、形状および密度の違いのため均一
な混合は困難である。また、モールドの充填を自動化で
きるようになれば便利であろう。
【０００９】
【発明の概要】本発明はダイヤモンド製の鋸刃およびセ
グメントの分野における上記の問題およびその他多くの
問題を扱う。本発明のひとつの局面は取扱い易く強靭で
個別に分離した金属被覆研磨材粒子ペレットの製法から
なる。この方法は、（ａ）ガスで流動化された研磨材粒
子床上に、金属粉末、結合剤および揮発性溶剤のスラリ
ーを、各研磨材粒子が前記金属粉末によって実質的に被
覆されるまで噴霧する工程と、（ｂ）前記金属粉末で被
覆され、前記揮発性溶剤を実質的に含まない研磨材粒子
を回収する工程と、（ｃ）回収した前記被覆研磨材粒子
を、前記研磨材粒子を包囲する焼結された連続した金属
被膜が形成される条件下で加熱する工程とからなる。
グメントの分野における上記の問題およびその他多くの
問題を扱う。本発明のひとつの局面は取扱い易く強靭で
個別に分離した金属被覆研磨材粒子ペレットの製法から
なる。この方法は、（ａ）ガスで流動化された研磨材粒
子床上に、金属粉末、結合剤および揮発性溶剤のスラリ
ーを、各研磨材粒子が前記金属粉末によって実質的に被
覆されるまで噴霧する工程と、（ｂ）前記金属粉末で被
覆され、前記揮発性溶剤を実質的に含まない研磨材粒子
を回収する工程と、（ｃ）回収した前記被覆研磨材粒子
を、前記研磨材粒子を包囲する焼結された連続した金属
被膜が形成される条件下で加熱する工程とからなる。
【００１０】こうして得られる焼結した金属被覆粒子ペ
レットは本発明のもうひとつの局面を構成する。本発明
のさらに別の局面は、（ａ）各々が少なくとも約２０重
量％の焼結金属で被覆された研磨材粒子からなる複数の
研磨材ペレットとろう付け金属源とをキャビティー内に
入れる工程と、（ｂ）そのようなキャビティーの中身
を、研磨材粒子を含有する金属鋸刃セグメントを成形す
る温度と圧力の条件下で加熱する工程とからなる鋸刃セ
グメントの製造方法である。場合により、このようなセ
グメントは相互に連結している気孔を含んでいてもよ
い。
レットは本発明のもうひとつの局面を構成する。本発明
のさらに別の局面は、（ａ）各々が少なくとも約２０重
量％の焼結金属で被覆された研磨材粒子からなる複数の
研磨材ペレットとろう付け金属源とをキャビティー内に
入れる工程と、（ｂ）そのようなキャビティーの中身
を、研磨材粒子を含有する金属鋸刃セグメントを成形す
る温度と圧力の条件下で加熱する工程とからなる鋸刃セ
グメントの製造方法である。場合により、このようなセ
グメントは相互に連結している気孔を含んでいてもよ
い。
【００１１】本発明の別の局面は、鋸刃の切れ刃の方向
にある一定の長さをもつ研磨材粒子含有金属鋸刃セグメ
ントを有する鋸刃による物体の切断を改良するための方
法である。この方法は、（ａ）各々が少なくとも約２０
重量％の金属で被覆された研磨材粒子からなる複数の研
磨材ペレットを前記セグメントの長さ方向と実質的に平
行な少なくとも２つの列に並べてキャビティー内に入れ
ると共にろう付け金属源をキャビティー内に入れる工程
と、（ｂ）前記キャビティー内で前記ペレットとろう付
け金属から前記鋸刃セグメントを成形する工程とからな
る。このセグメントを保有する鋸刃はこれによって切断
される物体に少なくとも一対の溝を形成して前記物体の
鋸引きの間鋸刃を安定させる。
にある一定の長さをもつ研磨材粒子含有金属鋸刃セグメ
ントを有する鋸刃による物体の切断を改良するための方
法である。この方法は、（ａ）各々が少なくとも約２０
重量％の金属で被覆された研磨材粒子からなる複数の研
磨材ペレットを前記セグメントの長さ方向と実質的に平
行な少なくとも２つの列に並べてキャビティー内に入れ
ると共にろう付け金属源をキャビティー内に入れる工程
と、（ｂ）前記キャビティー内で前記ペレットとろう付
け金属から前記鋸刃セグメントを成形する工程とからな
る。このセグメントを保有する鋸刃はこれによって切断
される物体に少なくとも一対の溝を形成して前記物体の
鋸引きの間鋸刃を安定させる。
【００１２】本発明のさらに別の局面は、砥粒を含まな
い金属ペレット（すなわち、「ダミーペレット」）を利
用して工具中の研磨材濃度を制御するための方法であ
る。この方法は、（ａ）各々が少なくとも約２０重量％
の焼結被膜または未焼結の焼結可能な被膜で被覆された
研磨材粒子からなる複数の研磨材ペレットと、所望の研
磨材濃度を得るのに有効な量のダミーペレットとをキャ
ビティー内に入れる工程と、（ｂ）前記キャビティーの
中身を、研磨材粒子を含有する工具を成形するのに充分
な条件に暴露する工程とからなる。
い金属ペレット（すなわち、「ダミーペレット」）を利
用して工具中の研磨材濃度を制御するための方法であ
る。この方法は、（ａ）各々が少なくとも約２０重量％
の焼結被膜または未焼結の焼結可能な被膜で被覆された
研磨材粒子からなる複数の研磨材ペレットと、所望の研
磨材濃度を得るのに有効な量のダミーペレットとをキャ
ビティー内に入れる工程と、（ｂ）前記キャビティーの
中身を、研磨材粒子を含有する工具を成形するのに充分
な条件に暴露する工程とからなる。
【００１３】本発明の利点のひとつとして、商品として
過酷な取扱いと加工に耐えることができる金属被覆研磨
材ペレットの製造がある。もうひとつの利点は、金属鋸
刃セグメントおよびその他の工具の製造の際の自由度を
増す比較的大きいペレットを製造できるということであ
る。本発明のこれらの利点および他の利点は、本明細書
の開示に基づけば当業者にはすぐに明らかとなろう。
過酷な取扱いと加工に耐えることができる金属被覆研磨
材ペレットの製造がある。もうひとつの利点は、金属鋸
刃セグメントおよびその他の工具の製造の際の自由度を
増す比較的大きいペレットを製造できるということであ
る。本発明のこれらの利点および他の利点は、本明細書
の開示に基づけば当業者にはすぐに明らかとなろう。
【００１４】
【詳細な説明】本発明は、その最も広い局面において、
焼結可能な厚い被膜を有する研磨材粒子（ダイヤモンド
が最も好ましい）を提供する。このような研磨材ペレッ
トは、完成した工具の製造の際に焼結してから、すなわ
ち「硬い」ペレットまたはボールとして使用することが
できるし、あるいは、完成した工具の製造の際に未焼結
の状態で、すなわち「柔らかい」ペレットまたはボール
として使用してもよい。柔らかいペレットを工具製造工
程に使用する場合、焼結はその工具製造工程のホットプ
レス段階の間に行なわれるのが普通である。
焼結可能な厚い被膜を有する研磨材粒子（ダイヤモンド
が最も好ましい）を提供する。このような研磨材ペレッ
トは、完成した工具の製造の際に焼結してから、すなわ
ち「硬い」ペレットまたはボールとして使用することが
できるし、あるいは、完成した工具の製造の際に未焼結
の状態で、すなわち「柔らかい」ペレットまたはボール
として使用してもよい。柔らかいペレットを工具製造工
程に使用する場合、焼結はその工具製造工程のホットプ
レス段階の間に行なわれるのが普通である。
【００１５】焼結とは、ペレットの塊を焼結可能な被膜
の融点より低い温度で長い時間加熱して凝集を起こさせ
ることを意味している。一般にこのような凝集に伴って
焼結可能な被膜がかなり高密度化する。焼結可能な材料
には金属と金属含有材料または金属材料、たとえば合金
やサーメット（金属炭化物や金属窒化物）との両方が包
含される。これらの用語は本明細書中では同意義で用い
ている。
の融点より低い温度で長い時間加熱して凝集を起こさせ
ることを意味している。一般にこのような凝集に伴って
焼結可能な被膜がかなり高密度化する。焼結可能な材料
には金属と金属含有材料または金属材料、たとえば合金
やサーメット（金属炭化物や金属窒化物）との両方が包
含される。これらの用語は本明細書中では同意義で用い
ている。
【００１６】本発明に従って作成した未焼結ペレットす
なわち柔らかいペレットは、通常、ダイヤモンドを約１
〜約１０重量％、および焼結可能な被膜材を約９９〜約
９０重量％含有している。研磨材粒子（たとえば、ダイ
ヤモンド粒子や立方晶窒化ホウ素粒子）を被覆するのに
好ましい方法は米国特許第４，７７０，９０７号（これ
を特に援用してその開示内容を本明細書に含ませる）に
記載されている。そのような被膜法では、金属粉末と結
合剤を有機溶剤に溶解させたスラリーを調製し、作業容
器内で一定量の砥粒を流動化させ、その流動化の間容器
中の砥粒上にスラリーを噴霧して各砥粒上にほぼ均一な
スラリーの被膜を形成させる。しかし、本発明を実施す
るには、水性のバインダーを使用することも可能であ
り、ある種の金属粉末では好ましくさえある。上記米国
特許第４，７７０，９０７号では、そのような被覆され
たばかりの研磨材粒子を鋸刃セグメントの製造に使用す
ることが提案されている。
なわち柔らかいペレットは、通常、ダイヤモンドを約１
〜約１０重量％、および焼結可能な被膜材を約９９〜約
９０重量％含有している。研磨材粒子（たとえば、ダイ
ヤモンド粒子や立方晶窒化ホウ素粒子）を被覆するのに
好ましい方法は米国特許第４，７７０，９０７号（これ
を特に援用してその開示内容を本明細書に含ませる）に
記載されている。そのような被膜法では、金属粉末と結
合剤を有機溶剤に溶解させたスラリーを調製し、作業容
器内で一定量の砥粒を流動化させ、その流動化の間容器
中の砥粒上にスラリーを噴霧して各砥粒上にほぼ均一な
スラリーの被膜を形成させる。しかし、本発明を実施す
るには、水性のバインダーを使用することも可能であ
り、ある種の金属粉末では好ましくさえある。上記米国
特許第４，７７０，９０７号では、そのような被覆され
たばかりの研磨材粒子を鋸刃セグメントの製造に使用す
ることが提案されている。
【００１７】本発明に至る研究の過程で、そのようなグ
リーン（未焼結）研磨材粒子ペレットを使用するとペレ
ットが破壊することがあるということが分かった。グリ
ーン（未焼結）ペレットが脆過ぎて取扱いできないこと
が判明した場合には、そのグリーンペレットを焼結して
硬い稠密な被膜を形成する必要が生じることがある。し
たがって、上記米国特許第４，７７０，９０７号に開示
されている基本的な被膜プロセスと装置が本発明を実施
するのに好ましいが、本発明の利益を最大限に生かすに
は本明細書中に述べるようにそのようなプロセスから外
れることも有利である。
リーン（未焼結）研磨材粒子ペレットを使用するとペレ
ットが破壊することがあるということが分かった。グリ
ーン（未焼結）ペレットが脆過ぎて取扱いできないこと
が判明した場合には、そのグリーンペレットを焼結して
硬い稠密な被膜を形成する必要が生じることがある。し
たがって、上記米国特許第４，７７０，９０７号に開示
されている基本的な被膜プロセスと装置が本発明を実施
するのに好ましいが、本発明の利益を最大限に生かすに
は本明細書中に述べるようにそのようなプロセスから外
れることも有利である。
【００１８】したがって、本発明のひとつの局面は、取
扱い易く強靭で個別に分離した金属被覆研磨材粒子ペレ
ットの製造方法に関する。この方法の最初の工程は上記
米国特許第４，７７０，９０７号に従って実施するが、
結合剤は水性または有機のいずれの溶剤にも溶解させる
ことができる。この点便利なことに、結合剤は、研磨材
粒子のガス流動床内でペレットを形成する間に同時に起
こる単なる溶剤の蒸発によって「硬化する」ように熱可
塑性としてもよい。現在までの経験によると、エタノー
ルやプロパノールのようなアルコール類に溶解したグリ
セロールが結合剤として特に有効である。流動化用のガ
ス温度は、特別な装置や取扱い手順が必要とならないよ
うに高過ぎることはない。熱硬化性バインダーは比較的
低い温度、たとえば約１００℃以下で硬化可能であるべ
きである。
扱い易く強靭で個別に分離した金属被覆研磨材粒子ペレ
ットの製造方法に関する。この方法の最初の工程は上記
米国特許第４，７７０，９０７号に従って実施するが、
結合剤は水性または有機のいずれの溶剤にも溶解させる
ことができる。この点便利なことに、結合剤は、研磨材
粒子のガス流動床内でペレットを形成する間に同時に起
こる単なる溶剤の蒸発によって「硬化する」ように熱可
塑性としてもよい。現在までの経験によると、エタノー
ルやプロパノールのようなアルコール類に溶解したグリ
セロールが結合剤として特に有効である。流動化用のガ
ス温度は、特別な装置や取扱い手順が必要とならないよ
うに高過ぎることはない。熱硬化性バインダーは比較的
低い温度、たとえば約１００℃以下で硬化可能であるべ
きである。
【００１９】流動化用ガスは効率と経済性の点から空気
が便利であるが、必要により、所望により、または便宜
上不活性ガスやその他のガスを使用することができる。
たとえば、金属粉末が酸化に対して感受性である場合非
酸化性のガスが好ましいであろう。前記米国特許第４，
７７０，９０７号に教示されているように、研磨材粒子
に付着する被膜の重量％は、粒子の流動床をスラリー噴
霧操作にかける時間の関数である。本発明の目的からみ
て、金属粉末の割合は研磨材粒子を完全に被覆するのに
充分な割合とするべきであり、これは一般に包囲される
研磨材粒子の少なくとも２０重量％である。金属粉末被
膜のこの最低レベルで、各々の研磨材粒子が確実に金属
粉末によって被覆または包囲される。この点に関して、
目的によっては研磨材粒子の不完全な被覆も許容できる
が各研磨材粒子の全体が連続した金属被膜で包囲される
のが好ましいものと理解されたい。
が便利であるが、必要により、所望により、または便宜
上不活性ガスやその他のガスを使用することができる。
たとえば、金属粉末が酸化に対して感受性である場合非
酸化性のガスが好ましいであろう。前記米国特許第４，
７７０，９０７号に教示されているように、研磨材粒子
に付着する被膜の重量％は、粒子の流動床をスラリー噴
霧操作にかける時間の関数である。本発明の目的からみ
て、金属粉末の割合は研磨材粒子を完全に被覆するのに
充分な割合とするべきであり、これは一般に包囲される
研磨材粒子の少なくとも２０重量％である。金属粉末被
膜のこの最低レベルで、各々の研磨材粒子が確実に金属
粉末によって被覆または包囲される。この点に関して、
目的によっては研磨材粒子の不完全な被覆も許容できる
が各研磨材粒子の全体が連続した金属被膜で包囲される
のが好ましいものと理解されたい。
【００２０】今日までの経験によって立証されていると
ころによると、焼結可能な被膜は重量％基準で研磨材粒
子の重量の少なくとも９倍である。すなわち、好ましい
範囲は、研磨材が約１〜約１０重量％であり、焼結可能
な被膜材が約９９〜約９０重量％であることが判明し
た。各種の可能な焼結性被膜のうち、コバルトをアルコ
ールに分散させたスラリーとして使用するのが特に有効
であることが判明した。このアルコールの機能は塗布工
程中コバルトを懸濁状態に保つだけであるので、アルコ
ールの代わりに充分揮発性のいかなる溶剤を使用するこ
ともできる。明らかに、このプロセスは本発明の思想ま
たは範囲を逸脱することなく変更することができる。た
とえば、流動床反応器中で厚い金属被膜を設ける前に炭
化物形成性金属でダイヤモンド研磨材粒子を被覆するこ
とができる。
ころによると、焼結可能な被膜は重量％基準で研磨材粒
子の重量の少なくとも９倍である。すなわち、好ましい
範囲は、研磨材が約１〜約１０重量％であり、焼結可能
な被膜材が約９９〜約９０重量％であることが判明し
た。各種の可能な焼結性被膜のうち、コバルトをアルコ
ールに分散させたスラリーとして使用するのが特に有効
であることが判明した。このアルコールの機能は塗布工
程中コバルトを懸濁状態に保つだけであるので、アルコ
ールの代わりに充分揮発性のいかなる溶剤を使用するこ
ともできる。明らかに、このプロセスは本発明の思想ま
たは範囲を逸脱することなく変更することができる。た
とえば、流動床反応器中で厚い金属被膜を設ける前に炭
化物形成性金属でダイヤモンド研磨材粒子を被覆するこ
とができる。
【００２１】噴霧操作から回収したグリーン研磨材粒子
は、流動化用のガスによる乾燥のために揮発性の溶剤を
ほとんど含んでおらず、本質的に球状である。所要によ
り、溶剤をさらに除去するためにペレットを加熱するこ
とができる。このようなグリーン粒子ペレットは金属鋸
刃セグメントの製造の際に使用するのに適していること
が前記米国特許第４，７７０，９０７号に教示されてい
る。しかしながら、商業的にペレット形態で輸送して取
扱うことが可能である取扱い易く強靭で個別に分離した
金属被覆研磨材粒子ペレットを作成するのに、本発明は
ひとつの局面で、研磨材粒子を包囲する焼結した連続の
金属被膜が生成する条件下で加熱する工程を使用する。
は、流動化用のガスによる乾燥のために揮発性の溶剤を
ほとんど含んでおらず、本質的に球状である。所要によ
り、溶剤をさらに除去するためにペレットを加熱するこ
とができる。このようなグリーン粒子ペレットは金属鋸
刃セグメントの製造の際に使用するのに適していること
が前記米国特許第４，７７０，９０７号に教示されてい
る。しかしながら、商業的にペレット形態で輸送して取
扱うことが可能である取扱い易く強靭で個別に分離した
金属被覆研磨材粒子ペレットを作成するのに、本発明は
ひとつの局面で、研磨材粒子を包囲する焼結した連続の
金属被膜が生成する条件下で加熱する工程を使用する。
【００２２】焼結の温度と条件は必然的に、研磨材粒子
を被覆するのに選択した特定の金属粉末に依存する。条
件としては、焼結操作中真空、不活性雰囲気または還元
性雰囲気を維持することが包含される。結合剤は一般に
焼結操作中に除去される。この点に関して、流動化操作
から回収したグリーンペレットの大きさは当然噴霧する
時間に依存することが分かる。グリーン粒子を焼結して
本発明の焼結研磨材粒子ペレットを形成すると、粉末金
属が融着して連続した金属被膜になるためにペレットの
大きさが減少する。金属被膜中に気孔が存在する場合そ
の気孔率もまた、金属粉末粒子の大きさと焼結条件によ
って決定される。そのような焼結条件は、粒子の独立性
を損なうことになる金属粉末の融解を防止するものが望
ましい。水素（還元性）雰囲気中約９００℃で約１０分
間コバルト被膜を焼結するのが有効であることが判明し
ている。このプロセスの焼結工程中注意すれば焼結した
ペレットもまたほぼ球状になる。典型的な粒子の大きさ
は約０．１〜約２．４mmの範囲である。
を被覆するのに選択した特定の金属粉末に依存する。条
件としては、焼結操作中真空、不活性雰囲気または還元
性雰囲気を維持することが包含される。結合剤は一般に
焼結操作中に除去される。この点に関して、流動化操作
から回収したグリーンペレットの大きさは当然噴霧する
時間に依存することが分かる。グリーン粒子を焼結して
本発明の焼結研磨材粒子ペレットを形成すると、粉末金
属が融着して連続した金属被膜になるためにペレットの
大きさが減少する。金属被膜中に気孔が存在する場合そ
の気孔率もまた、金属粉末粒子の大きさと焼結条件によ
って決定される。そのような焼結条件は、粒子の独立性
を損なうことになる金属粉末の融解を防止するものが望
ましい。水素（還元性）雰囲気中約９００℃で約１０分
間コバルト被膜を焼結するのが有効であることが判明し
ている。このプロセスの焼結工程中注意すれば焼結した
ペレットもまたほぼ球状になる。典型的な粒子の大きさ
は約０．１〜約２．４mmの範囲である。
【００２３】本発明の比較的に大きな焼結ペレットを使
用すると、鋸刃セグメントモールド内での充填状態を設
計して維持することが可能になる。これはペレットがパ
ターン化されて、または規則的に配列されなければなら
ないことを意味するのではないものと理解されたい。も
っとも、そのような配列も本発明で排除されるわけでは
なく、むしろペレットは、ダイヤモンドを含有している
ペレットができるだけ一点切削要素として機能するよう
に、セグメント全体に渡って均一に、すなわち半規則的
に分布しているべきである。鋸刃セグメントを形成する
温度と圧力を制御することによって、設計通りの気孔率
を達成することができる。この点、圧力を高めに維持す
ると充分に緻密な鋸刃セグメントが得られる。成形時の
圧力が不十分であると、鋸刃セグメントの一体性が期待
した商業的寿命を達成するには不十分である。当業者
は、所与の用途において多孔質または非多孔質のいずれ
のセグメントの方がより有効に機能するかどうか過度の
実験をすることなく決定することができる。
用すると、鋸刃セグメントモールド内での充填状態を設
計して維持することが可能になる。これはペレットがパ
ターン化されて、または規則的に配列されなければなら
ないことを意味するのではないものと理解されたい。も
っとも、そのような配列も本発明で排除されるわけでは
なく、むしろペレットは、ダイヤモンドを含有している
ペレットができるだけ一点切削要素として機能するよう
に、セグメント全体に渡って均一に、すなわち半規則的
に分布しているべきである。鋸刃セグメントを形成する
温度と圧力を制御することによって、設計通りの気孔率
を達成することができる。この点、圧力を高めに維持す
ると充分に緻密な鋸刃セグメントが得られる。成形時の
圧力が不十分であると、鋸刃セグメントの一体性が期待
した商業的寿命を達成するには不十分である。当業者
は、所与の用途において多孔質または非多孔質のいずれ
のセグメントの方がより有効に機能するかどうか過度の
実験をすることなく決定することができる。
【００２４】研磨材ペレットからの鋸刃セグメントの形
成を容易にするためにろう付けオーバー被覆を使用する
ことができる。そのようなろう付け被膜はペレットを包
囲することができるし、あるいは鋸刃セグメントの形成
を助けるように充填されたモールドに近接してろう付け
金属を配することができる。適したろう付けはニッケル
ベースの溶加材からなり、これは米国溶接協会(America
n Welding Society)の表示によるＡＷＳ ＢＮｉ−２ま
たはＢＮｉ−６溶加材が好ましい。また金属鋸刃セグメ
ントの形成の際に追加のマトリックス金属粉末を使用す
ることができる。
成を容易にするためにろう付けオーバー被覆を使用する
ことができる。そのようなろう付け被膜はペレットを包
囲することができるし、あるいは鋸刃セグメントの形成
を助けるように充填されたモールドに近接してろう付け
金属を配することができる。適したろう付けはニッケル
ベースの溶加材からなり、これは米国溶接協会(America
n Welding Society)の表示によるＡＷＳ ＢＮｉ−２ま
たはＢＮｉ−６溶加材が好ましい。また金属鋸刃セグメ
ントの形成の際に追加のマトリックス金属粉末を使用す
ることができる。
【００２５】使用する技術に関わりなく、特に本発明の
焼結金属被覆研磨材粒子ペレットを使用して連続気泡構
造、すなわち相互に連結した気孔を達成することができ
る。セグメントは（充分に緻密なセグメントと比べて）
約１０〜５０％の気孔を含んでいることができる。ペレ
ットの大きさの分布は、鋸刃セグメントの最終的に必要
な気孔率に応じて単一モードでも多元モードでもよいこ
とが分かる。
焼結金属被覆研磨材粒子ペレットを使用して連続気泡構
造、すなわち相互に連結した気孔を達成することができ
る。セグメントは（充分に緻密なセグメントと比べて）
約１０〜５０％の気孔を含んでいることができる。ペレ
ットの大きさの分布は、鋸刃セグメントの最終的に必要
な気孔率に応じて単一モードでも多元モードでもよいこ
とが分かる。
【００２６】前記同時係属中の出願のもうひとつの局面
において、金属鋸刃セグメントの作成の際鋸刃セグメン
ト中の研磨材粒子濃度を制御する必要性が認められてい
る。研磨材粒子の濃度は、研磨材ペレットの大きさの分
布の変化によって、または研磨材粒子を含まない同じか
もしくは異なる大きさの金属ペレット（ダミーペレッ
ト）を使用することによって、またはこれらの技術を組
合わせることによって制御することができる。このよう
な金属鋸刃セグメントの形成のための残りの工程は、当
業者がよく知っているように従来の方法で実施する。
において、金属鋸刃セグメントの作成の際鋸刃セグメン
ト中の研磨材粒子濃度を制御する必要性が認められてい
る。研磨材粒子の濃度は、研磨材ペレットの大きさの分
布の変化によって、または研磨材粒子を含まない同じか
もしくは異なる大きさの金属ペレット（ダミーペレッ
ト）を使用することによって、またはこれらの技術を組
合わせることによって制御することができる。このよう
な金属鋸刃セグメントの形成のための残りの工程は、当
業者がよく知っているように従来の方法で実施する。
【００２７】また別法として、そのように濃度が制御さ
れた金属鋸刃セグメントは未焼結の研磨材粒子ペレット
とダミーペレットを組合せて使用することによって作成
することができる。このような未焼結の研磨材粒子ペレ
ットとダミーペレットの組合せは常用の技術を用いて所
望の形態にして焼結することができる。この局面の本発
明を実施する際には、焼結または未焼結のいずれのダミ
ーペレットを使用することも可能である。
れた金属鋸刃セグメントは未焼結の研磨材粒子ペレット
とダミーペレットを組合せて使用することによって作成
することができる。このような未焼結の研磨材粒子ペレ
ットとダミーペレットの組合せは常用の技術を用いて所
望の形態にして焼結することができる。この局面の本発
明を実施する際には、焼結または未焼結のいずれのダミ
ーペレットを使用することも可能である。
【００２８】金属鋸刃セグメントを製造する際、対象と
するペレットサイズのダイヤモンド含量は標準的な分析
法（たとえば、金属を酸に溶解させる方法）で決定する
ことができる。その分析結果に基づき、充分な高密度化
を仮定して、鋸刃セグメント中の最終のダイヤモンド含
量を計算することができる。こうして得られる、所与の
ダイヤモンドサイズに対してペレットのダイヤモンド含
量とサイズとの間の関係を示すデータをプロットするこ
とができる。図１に示してあるように、ダイヤモンド含
量は重量％としてもセグメントの単位体積当たりのカラ
ット数としても示すことができる。この例はコバルトで
被覆された３０／４０メッシュダイヤモンドに関するも
のである。また、（ダイヤモンドを含まない）ダミーペ
レットまたはボールを単一サイズの研磨材ペレットと混
合することの効果も図２に示してあるようにプロットす
ることができる。このようなグラフから、任意のダイヤ
モンド濃度を達成するのに必要なメッシュサイズを決定
することができる。単一サイズのペレットをダミーボー
ルと混合する場合、このグラフを使用して所与の濃度に
対して必要な相対割合を決定することもできる。異なる
メッシュサイズのペレットを混合する場合、簡単な混合
則を使用して所与の濃度を達成するために必要な各サイ
ズの割合を計算することができるし、あるいはその混合
物の分析を実施して現実のダイヤモンド含量を決定する
こともできる。得られたダイヤモンド濃度の値は、その
後、グラフのダミーボール濃度ゼロの軸上に記すことが
できる。この点からダミーボール濃度１００％、すなわ
ちダイヤモンド濃度ゼロ％を示す点まで直線を引くこと
によってその混合物を図示することができる（たとえ
ば、１２／１４および１４／１６メッシュペレットの混
合物が図２に示されている）。この直線から、グラフの
適当な軸上に示されているように、適当な量のダミーボ
ールと混合することによって、プロットした線の範囲内
の任意のダイヤモンド濃度を達成することができる。
するペレットサイズのダイヤモンド含量は標準的な分析
法（たとえば、金属を酸に溶解させる方法）で決定する
ことができる。その分析結果に基づき、充分な高密度化
を仮定して、鋸刃セグメント中の最終のダイヤモンド含
量を計算することができる。こうして得られる、所与の
ダイヤモンドサイズに対してペレットのダイヤモンド含
量とサイズとの間の関係を示すデータをプロットするこ
とができる。図１に示してあるように、ダイヤモンド含
量は重量％としてもセグメントの単位体積当たりのカラ
ット数としても示すことができる。この例はコバルトで
被覆された３０／４０メッシュダイヤモンドに関するも
のである。また、（ダイヤモンドを含まない）ダミーペ
レットまたはボールを単一サイズの研磨材ペレットと混
合することの効果も図２に示してあるようにプロットす
ることができる。このようなグラフから、任意のダイヤ
モンド濃度を達成するのに必要なメッシュサイズを決定
することができる。単一サイズのペレットをダミーボー
ルと混合する場合、このグラフを使用して所与の濃度に
対して必要な相対割合を決定することもできる。異なる
メッシュサイズのペレットを混合する場合、簡単な混合
則を使用して所与の濃度を達成するために必要な各サイ
ズの割合を計算することができるし、あるいはその混合
物の分析を実施して現実のダイヤモンド含量を決定する
こともできる。得られたダイヤモンド濃度の値は、その
後、グラフのダミーボール濃度ゼロの軸上に記すことが
できる。この点からダミーボール濃度１００％、すなわ
ちダイヤモンド濃度ゼロ％を示す点まで直線を引くこと
によってその混合物を図示することができる（たとえ
ば、１２／１４および１４／１６メッシュペレットの混
合物が図２に示されている）。この直線から、グラフの
適当な軸上に示されているように、適当な量のダミーボ
ールと混合することによって、プロットした線の範囲内
の任意のダイヤモンド濃度を達成することができる。
【００２９】米国特許第４，８８３，５００号に記載さ
れているように、たとえば花崗岩の鋸引き中横方向のず
れに抵抗性のある鋸刃を製造する際には異なる摩耗パタ
ーンが重要である。この米国特許第４，８８３，５００
号の図２に示されているような効果を達成するために業
界では、その面を横切ってダイヤモンドの濃度を変えた
り、またはセグメントの外側部分に耐摩耗性物質を添加
したりすることが提案されて来ている。
れているように、たとえば花崗岩の鋸引き中横方向のず
れに抵抗性のある鋸刃を製造する際には異なる摩耗パタ
ーンが重要である。この米国特許第４，８８３，５００
号の図２に示されているような効果を達成するために業
界では、その面を横切ってダイヤモンドの濃度を変えた
り、またはセグメントの外側部分に耐摩耗性物質を添加
したりすることが提案されて来ている。
【００３０】予期に反して、本発明の開発過程で、本発
明のペレットを用いて作成した鋸刃セグメントではその
ような切削パターンを達成できることが明らかになっ
た。そのような切削パターンによって（鋸刃セグメント
の中心にダミーボールと高めの割合を使用して）鋸刃セ
グメントの周辺部のダイヤモンドその他の研磨材粒子濃
度が高くなり得るが、充分緻密なセグメントは特別な研
磨材粒子の勾配をつけることなくこの「トラッキング」
効果を示した。ダイヤモンドをセグメント中に規則正し
く並べた結果平行な長い溝が生じる。規則正しい配列は
モールド中に球状のペレットを密に充填した結果であ
る。摩耗パターンは図３に示したように生じる。図３
で、溝１０と１２は鋸刃セグメント１６のペレット列１
４から形成される。このような差動摩耗パターンの結
果、切断される石内に整合して噛み合う面が形成され、
そのため鋸引き操作中鋸刃の横方向のずれが抑制され
る。鋸刃の幅と研磨材ペレットの大きさに応じて、セグ
メントの長さ、したがって鋸刃の切れ刃と平行な多数の
溝列が容易に形成され、そのためにトラッキング効果が
得られる。このようなセグメントは気孔を含んでいても
よいし、あるいは充分に緻密であってもよいことが分か
る。
明のペレットを用いて作成した鋸刃セグメントではその
ような切削パターンを達成できることが明らかになっ
た。そのような切削パターンによって（鋸刃セグメント
の中心にダミーボールと高めの割合を使用して）鋸刃セ
グメントの周辺部のダイヤモンドその他の研磨材粒子濃
度が高くなり得るが、充分緻密なセグメントは特別な研
磨材粒子の勾配をつけることなくこの「トラッキング」
効果を示した。ダイヤモンドをセグメント中に規則正し
く並べた結果平行な長い溝が生じる。規則正しい配列は
モールド中に球状のペレットを密に充填した結果であ
る。摩耗パターンは図３に示したように生じる。図３
で、溝１０と１２は鋸刃セグメント１６のペレット列１
４から形成される。このような差動摩耗パターンの結
果、切断される石内に整合して噛み合う面が形成され、
そのため鋸引き操作中鋸刃の横方向のずれが抑制され
る。鋸刃の幅と研磨材ペレットの大きさに応じて、セグ
メントの長さ、したがって鋸刃の切れ刃と平行な多数の
溝列が容易に形成され、そのためにトラッキング効果が
得られる。このようなセグメントは気孔を含んでいても
よいし、あるいは充分に緻密であってもよいことが分か
る。
【００３１】研磨材粒子上に設けられる焼結可能な被膜
は金属でも、合金でも、サーメットでもよい。すなわ
ち、ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素、その他の研磨材
粒子を被覆するのに使用する金属は、研磨業界ですでに
使われている合金や金属炭化物を始めとして広範囲の金
属の中から選択することができる。そのような金属とし
ては、たとえばコバルト、ニッケル、鉄、銅、スズ、モ
リブデン、ホウ素、チタン、タングステン、タンタル、
クロム、バナジウム、マンガン、ニオブ、ジルコニウ
ム、ハフニウムなど、ならびにこれらの合金、炭化物、
窒化物および混合物がある。
は金属でも、合金でも、サーメットでもよい。すなわ
ち、ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素、その他の研磨材
粒子を被覆するのに使用する金属は、研磨業界ですでに
使われている合金や金属炭化物を始めとして広範囲の金
属の中から選択することができる。そのような金属とし
ては、たとえばコバルト、ニッケル、鉄、銅、スズ、モ
リブデン、ホウ素、チタン、タングステン、タンタル、
クロム、バナジウム、マンガン、ニオブ、ジルコニウ
ム、ハフニウムなど、ならびにこれらの合金、炭化物、
窒化物および混合物がある。
【００３２】本発明の新規な焼結ペレットを用いて製造
されたセグメントは、深鋸引き用途、平削り作業、カッ
トオフ作業、おさのこ盤加工、多刃鋸引き、ワイヤソ
ー、帯鋸、薄壁コアドリル、ならびに種々の輪郭および
賦形作業に使用するのに適している。本発明のセグメン
トで切断できる材料としては、コンクリート、充填コン
クリート、強化コンクリート、アスファルト、大理石、
花崗岩、石灰石、砂岩、木材、金属、プラスチック、複
合材などがある。
されたセグメントは、深鋸引き用途、平削り作業、カッ
トオフ作業、おさのこ盤加工、多刃鋸引き、ワイヤソ
ー、帯鋸、薄壁コアドリル、ならびに種々の輪郭および
賦形作業に使用するのに適している。本発明のセグメン
トで切断できる材料としては、コンクリート、充填コン
クリート、強化コンクリート、アスファルト、大理石、
花崗岩、石灰石、砂岩、木材、金属、プラスチック、複
合材などがある。
【００３３】たとえば米国特許第４，８８３，５００号
に開示されているように、さまざまな鋸刃セグメントデ
ザインが業界で公知であり、有用である。本発明の思想
と充分に意図されている範囲から逸脱することなく本発
明の他の変形、修正および再配列が可能である。
に開示されているように、さまざまな鋸刃セグメントデ
ザインが業界で公知であり、有用である。本発明の思想
と充分に意図されている範囲から逸脱することなく本発
明の他の変形、修正および再配列が可能である。
【００３４】
【実施例の記載】以下の実施例においては、本発明に従
って製造した鋸刃の有効性を決定するための試験を行な
った。各々の実施例でセグメントは焼結した、すなわち
硬いペレットから製造した。またこのセグメントにはい
ろいろな濃度でダミーペレットを含ませた。実施例１ 流動床法によって設けられた焼結コバルト／タングステ
ン／スズの被膜を有する３０／４０メッシュのＭＢＳ−
７６０Ｃダイヤモンド［ゼネラル・エレクトリック社(G
eneral Electric Company)から入手］からなる切削エレ
メントをもつ直径１０００mmの鋸刃を製造した。焼結
は、水素雰囲気中で約１０分間約９００℃に加熱するこ
とによって行なった。ダイヤモンドに対する金属被膜の
重量割合は、金属被膜が約９５重量％、ダイヤモンドが
５重量％であった。最終的に仕上がった工具のセグメン
ト中のダイヤモンド濃度はダミーボールを使用して約１
７．８（０．７５ｃｔｓ／ｃｃ）に調節した。これらの
セグメントを常法により鋸刃コアにろう付けした。
って製造した鋸刃の有効性を決定するための試験を行な
った。各々の実施例でセグメントは焼結した、すなわち
硬いペレットから製造した。またこのセグメントにはい
ろいろな濃度でダミーペレットを含ませた。実施例１ 流動床法によって設けられた焼結コバルト／タングステ
ン／スズの被膜を有する３０／４０メッシュのＭＢＳ−
７６０Ｃダイヤモンド［ゼネラル・エレクトリック社(G
eneral Electric Company)から入手］からなる切削エレ
メントをもつ直径１０００mmの鋸刃を製造した。焼結
は、水素雰囲気中で約１０分間約９００℃に加熱するこ
とによって行なった。ダイヤモンドに対する金属被膜の
重量割合は、金属被膜が約９５重量％、ダイヤモンドが
５重量％であった。最終的に仕上がった工具のセグメン
ト中のダイヤモンド濃度はダミーボールを使用して約１
７．８（０．７５ｃｔｓ／ｃｃ）に調節した。これらの
セグメントを常法により鋸刃コアにろう付けした。
【００３５】こうして製造した鋸刃を使用して花崗岩の
サンプルを切削した。通常の切削速度の約３倍の速度で
切削したにもかかわらず摩耗速度は極めて低かった。セ
グメントの摩耗パターンは、ダイヤモンド濃度がこのサ
ンプルを有効に切削するのに必要な濃度より大きいこと
を示していた。実施例２ 切削エレメントが焼結したコバルト／タングステン／ス
ズの被膜を有する５０／６０メッシュのＭＢＳ ７５０
ダイヤモンド［ゼネラル・エレクトリック社(General E
lectric Company)から入手］である直径３５０mmの鋸刃
を製造した。この被膜は実施例１に記載したのと同じ方
法で製造したものであり、金属とダイヤモンドの比はほ
ぼ同じであった。最終的に仕上がった工具のセグメント
中のダイヤモンド濃度はダミーボールを使用して約２
１．４（０．９０ｃｔｓ／ｃｃ）に調節した。これらの
セグメントを常法により鋸刃コアにろう付けした。
サンプルを切削した。通常の切削速度の約３倍の速度で
切削したにもかかわらず摩耗速度は極めて低かった。セ
グメントの摩耗パターンは、ダイヤモンド濃度がこのサ
ンプルを有効に切削するのに必要な濃度より大きいこと
を示していた。実施例２ 切削エレメントが焼結したコバルト／タングステン／ス
ズの被膜を有する５０／６０メッシュのＭＢＳ ７５０
ダイヤモンド［ゼネラル・エレクトリック社(General E
lectric Company)から入手］である直径３５０mmの鋸刃
を製造した。この被膜は実施例１に記載したのと同じ方
法で製造したものであり、金属とダイヤモンドの比はほ
ぼ同じであった。最終的に仕上がった工具のセグメント
中のダイヤモンド濃度はダミーボールを使用して約２
１．４（０．９０ｃｔｓ／ｃｃ）に調節した。これらの
セグメントを常法により鋸刃コアにろう付けした。
【００３６】こうして製造した鋸刃を使用して花崗岩を
切削した。この鋸刃の設計寿命は、切削エレメントが過
剰のため刃が丸くなるにもかかわらず通常の鋸刃より１
０％長かった。鋸刃の「トラッキング」は明白であり、
その結果直線的に切削された。実施例３ 切削エレメントが焼結したコバルト／タングステン／ス
ズの被膜を有する３０／４０メッシュＭＢＳ−７６０Ｃ
ダイヤモンドと６０／７０メッシュＭＢＳ−７６０Ｃダ
イヤモンドである直径１０００mmの鋸刃を６個製造し
た。これらのセグメントは、３０／４０メッシュダイヤ
モンドがセグメントの中心部になり６０／７０メッシュ
ダイヤモンドがセグメントの外刃になるようにして製造
した。このようなセグメントは業界でサンドイッチセグ
メントとして知られている。被膜は実施例１に記載した
のと同じ方法で製造したものであり、金属とダイヤモン
ドの比はほぼ同じであった。最終的に仕上がった工具の
セグメント中のダイヤモンド濃度はダミーボールを使用
して約２２（０．９５ｃｔｓ／ｃｃ）に調節した。これ
らのセグメントを常法により鋸刃コアにろう付けした。
切削した。この鋸刃の設計寿命は、切削エレメントが過
剰のため刃が丸くなるにもかかわらず通常の鋸刃より１
０％長かった。鋸刃の「トラッキング」は明白であり、
その結果直線的に切削された。実施例３ 切削エレメントが焼結したコバルト／タングステン／ス
ズの被膜を有する３０／４０メッシュＭＢＳ−７６０Ｃ
ダイヤモンドと６０／７０メッシュＭＢＳ−７６０Ｃダ
イヤモンドである直径１０００mmの鋸刃を６個製造し
た。これらのセグメントは、３０／４０メッシュダイヤ
モンドがセグメントの中心部になり６０／７０メッシュ
ダイヤモンドがセグメントの外刃になるようにして製造
した。このようなセグメントは業界でサンドイッチセグ
メントとして知られている。被膜は実施例１に記載した
のと同じ方法で製造したものであり、金属とダイヤモン
ドの比はほぼ同じであった。最終的に仕上がった工具の
セグメント中のダイヤモンド濃度はダミーボールを使用
して約２２（０．９５ｃｔｓ／ｃｃ）に調節した。これ
らのセグメントを常法により鋸刃コアにろう付けした。
【００３７】こうして製造した鋸刃をマルチブレード鋸
に利用して花崗岩を切削した。この鋸刃の設計寿命は、
花崗岩を切削する場合、通常のダイヤモンド製鋸刃のほ
ぼ２倍であった。実施例４ 切削エレメントが焼結コバルト被膜を有する３０／４０
メッシュＭＢＳ−７５０ダイヤモンドである直径１００
０mmの鋸刃を製造した。この被膜は実施例１に記載した
のと同じ方法で製造したものであり、金属とダイヤモン
ドの比はほぼ同じであった。最終的に仕上がった工具の
セグメント中のダイヤモンド濃度はダミーボールを使用
して約２６（１．１ｃｔｓ／ｃｃ）に調節した。これら
のセグメントを常法により鋸刃コアにろう付けした。
に利用して花崗岩を切削した。この鋸刃の設計寿命は、
花崗岩を切削する場合、通常のダイヤモンド製鋸刃のほ
ぼ２倍であった。実施例４ 切削エレメントが焼結コバルト被膜を有する３０／４０
メッシュＭＢＳ−７５０ダイヤモンドである直径１００
０mmの鋸刃を製造した。この被膜は実施例１に記載した
のと同じ方法で製造したものであり、金属とダイヤモン
ドの比はほぼ同じであった。最終的に仕上がった工具の
セグメント中のダイヤモンド濃度はダミーボールを使用
して約２６（１．１ｃｔｓ／ｃｃ）に調節した。これら
のセグメントを常法により鋸刃コアにろう付けした。
【００３８】こうして製造した鋸刃を使用して大理石を
切削した。大理石を約８００平方メートル切削したら刃
に磨きがかかって光沢が出始めた。これはダイヤモンド
濃度が高過ぎることを示している。実施例５ 切削エレメントが焼結コバルト被膜を有する３０／４０
メッシュＭＢＳ−７５０ダイヤモンドである直径１００
０mmの鋸刃を製造した。この被膜は実施例１に記載した
のと同じ方法で製造したものであり、金属とダイヤモン
ドの比はほぼ同じであった。最終的に仕上がった工具の
セグメント中のダイヤモンド濃度はダミーボールを使用
して約２６（１．１ｃｔｓ／ｃｃ）に調節した。これら
のセグメントを常法により鋸刃コアにろう付けした。
切削した。大理石を約８００平方メートル切削したら刃
に磨きがかかって光沢が出始めた。これはダイヤモンド
濃度が高過ぎることを示している。実施例５ 切削エレメントが焼結コバルト被膜を有する３０／４０
メッシュＭＢＳ−７５０ダイヤモンドである直径１００
０mmの鋸刃を製造した。この被膜は実施例１に記載した
のと同じ方法で製造したものであり、金属とダイヤモン
ドの比はほぼ同じであった。最終的に仕上がった工具の
セグメント中のダイヤモンド濃度はダミーボールを使用
して約２６（１．１ｃｔｓ／ｃｃ）に調節した。これら
のセグメントを常法により鋸刃コアにろう付けした。
【００３９】こうして製造した鋸刃を使用して大理石を
切削した。この鋸刃の設計寿命は、大理石の切削の場
合、通常のダイヤモンド製鋸刃の３〜４倍であった。
切削した。この鋸刃の設計寿命は、大理石の切削の場
合、通常のダイヤモンド製鋸刃の３〜４倍であった。
【図１】コバルトで被覆された３０／４０メッシュダイ
ヤモンドに関してダイヤモンドの含量（重量％）および
濃度（カラット／立方センチメートル）をペレットの直
径に対してプロットすることによって、ペレットのダイ
ヤモンド含量を示したグラフである。
ヤモンドに関してダイヤモンドの含量（重量％）および
濃度（カラット／立方センチメートル）をペレットの直
径に対してプロットすることによって、ペレットのダイ
ヤモンド含量を示したグラフである。
【図２】いろいろなメッシュサイズのダイヤモンドペレ
ットに関してダミーボールの濃度をダイヤモンド濃度に
対してプロットすることによって、図１のダイヤモンド
ペレットにダミーボールを混合することの影響を示した
グラフである。
ットに関してダミーボールの濃度をダイヤモンド濃度に
対してプロットすることによって、図１のダイヤモンド
ペレットにダミーボールを混合することの影響を示した
グラフである。
【図３】新規な焼結ペレットを並べて作成した鋸刃セグ
メントの透視図であり、このようなセグメントを含有す
る鋸刃である物体を切断する際切れ刃上に現れる溝のパ
ターンを示している。
メントの透視図であり、このようなセグメントを含有す
る鋸刃である物体を切断する際切れ刃上に現れる溝のパ
ターンを示している。
１０、１２ 溝、 １４ ペレット、 １６ 鋸刃セグメント。
フロントページの続き (72)発明者 ロジャー・ローランド・マタレーゼ アメリカ合衆国、アッパー・アーリント ン、チェスター・ロード、2647番 (72)発明者 セルジオ・シニガグリア イタリア、ブレッシア、エー／ジー、デセ ンザノ、ビア・ティントレット、８番
Claims (18)
- 【請求項１】 （ａ）ガスで流動化された研磨材粒子床
上に、金属粉末、結合剤および揮発性溶剤のスラリー
を、各研磨材粒子が少なくとも約２０重量％の前記金属
粉末によって被覆されるまでの時間噴霧する工程と、 （ｂ）金属粉末で被覆され、前記揮発性溶剤を実質的に
含まない、本質的に球状の研磨材粒子を工程（ａ）から
回収する工程と、 （ｃ）回収した前記被覆研磨材粒子を、前記研磨材粒子
を包囲する焼結された連続した金属被膜を有するペレッ
トが形成される条件下で加熱する工程とからなる、取扱
い易く強靭で個別に分離した焼結金属被覆研磨材粒子ペ
レットの製造方法。 - 【請求項２】 焼結された連続した金属被膜で被覆され
た研磨材粒子からなる、取扱い易く強靭で個別に分離し
た本質的に球状の焼結金属被覆研磨材粒子ペレット。 - 【請求項３】 前記金属被膜が、コバルト、ニッケル、
鉄、銅、スズ、モリブデン、ホウ素、チタン、タングス
テン、タンタル、クロム、バナジウム、マンガン、ニオ
ブ、ジルコニウム、ハフニウム、ならびにこれらの合
金、炭化物、窒化物および混合物より成る群の中から選
択される、請求項２記載のペレット。 - 【請求項４】 前記研磨材粒子が、ダイヤモンドおよび
立方晶窒化ホウ素より成る群の中から選択される、請求
項２記載のペレット。 - 【請求項５】 前記研磨材粒子が、ダイヤモンドおよび
立方晶窒化ホウ素より成る群の中から選択される、請求
項３記載のペレット。 - 【請求項６】 （ａ）各々が、少なくとも約２０重量％
の焼結金属で被覆された研磨材粒子からなる複数の研磨
材ペレットを、キャビティー内に入れる工程と、 （ｂ）前記キャビティーの中身を、研磨材粒子を含有す
る金属鋸刃セグメントを形成するような温度および圧力
からなる条件下で加熱する工程とからなる、研磨材粒子
を含有する金属鋸刃セグメントの製造方法。 - 【請求項７】 前記セグメントが、最密状態の約１０〜
５０％の範囲の気孔率をもっている、請求項６記載の方
法。 - 【請求項８】 さらに、工程（ｃ）のペレットをろう付
け金属でオーバー被覆する工程を含む、請求項６記載の
方法。 - 【請求項９】 間隔をもって半規則的に並んだ研磨材ペ
レットを含有する研磨材粒子含有金属鋸刃セグメントで
あって、前記ペレットが焼結した金属で実質的に被覆さ
れた研磨材粒子からなる、研磨材粒子含有金属鋸刃セグ
メント。 - 【請求項１０】 鋸刃の切れ刃の方向にある一定の長さ
をもつ研磨材粒子含有金属鋸刃セグメントを製造するた
めの方法であって、（ａ）各々が少なくとも約２０重量
％の焼結金属で被覆された研磨材粒子からなる複数の研
磨材ペレットを前記セグメントの長さ方向と実質的に平
行な少なくとも２つの列に並べてキャビティー内に入れ
ると共にろう付け金属源をキャビティー内に入れる工程
と、（ｂ）前記キャビティー内で前記ペレットとろう付
け金属から前記鋸刃セグメントを成形する工程とからな
る方法。 - 【請求項１１】 間隔をもって少なくとも２列に並んだ
研磨材ペレットを長さ方向に沿って含有する研磨材粒子
含有金属鋸刃セグメントであって、各ペレットが焼結し
た金属で実質的に被覆された研磨材粒子からなる、研磨
材粒子含有金属鋸刃セグメント。 - 【請求項１２】 前記ペレット中の研磨材の重量％が約
１〜約１０重量％の範囲であり、金属被膜の重量％が約
９９〜約９０重量％の範囲である、請求項２記載のペレ
ット。 - 【請求項１３】 前記ペレットの大きさが約０．１〜約
２．４mmの範囲である、請求項２記載のペレット。 - 【請求項１４】 研磨材粒子を含有する金属マトリック
ス工具の製造中に研磨材粒子濃度を調節する方法であっ
て、（ａ）各々が少なくとも約２０重量％の焼結または
未焼結の金属で被覆された研磨材粒子からなる複数の研
磨材ペレットと、前記研磨材粒子の濃度を調節するのに
有効な量の焼結または未焼結で研磨材粒子を含まない金
属ペレットとをキャビティー内に入れる工程と、（ｂ）
前記キャビティーの中身を、前記金属マトリックス工具
を成形するのに有効な条件下で加熱する工程とからなる
方法。 - 【請求項１５】 前記研磨材を含有するペレット中の研
磨材の重量％が約１〜約１０重量％の範囲であり、金属
被膜の重量％が約９９〜約９０重量％の範囲である、請
求項１４記載の方法。 - 【請求項１６】 前記セグメントが、最密状態の約１０
〜約５０％の範囲の気孔率をもっている、請求項１５記
載の方法。 - 【請求項１７】 さらに、前記研磨材粒子を含有するペ
レットおよび研磨材含有粒子を含まないペレットとをろ
う付け金属またはフラックス被膜でオーバー被覆する工
程を含む、請求項１４記載の方法。 - 【請求項１８】 （ａ）動いている研磨材粒子床上に、
金属粉末のスラリーを、実質的にすべての研磨材粒子が
少なくとも約２０重量％の前記金属粉末によって被覆さ
れるまで噴霧する工程と、 （ｂ）金属粉末で被覆された実質的に球状の研磨材粒子
を工程（ａ）から回収する工程と、 （ｃ）回収した前記被覆研磨材粒子を、前記研磨材粒子
を包囲する焼結された連続した金属被膜を有するペレッ
トが成形される条件下で加熱する工程とからなる、研磨
材粒子ペレットの製造方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US76308991A | 1991-09-20 | 1991-09-20 | |
| US763089 | 1991-09-20 | ||
| US857192 | 1992-05-04 | ||
| US07/857,192 US5405573A (en) | 1991-09-20 | 1992-05-04 | Diamond pellets and saw blade segments made therewith |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05202353A true JPH05202353A (ja) | 1993-08-10 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24845992A Expired - Fee Related JP3431646B2 (ja) | 1991-09-20 | 1992-09-18 | ダイヤモンドペレットおよびそれから作成される鋸刃セグメント |
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