JPH0530897B2 - - Google Patents

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JPH0530897B2
JPH0530897B2 JP59246565A JP24656584A JPH0530897B2 JP H0530897 B2 JPH0530897 B2 JP H0530897B2 JP 59246565 A JP59246565 A JP 59246565A JP 24656584 A JP24656584 A JP 24656584A JP H0530897 B2 JPH0530897 B2 JP H0530897B2
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sintered
cemented carbide
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Tetsuo Nakai
Shuji Yatsu
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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Priority to AU46632/85A priority patent/AU571419B2/en
Priority to DE8585110715T priority patent/DE3583567D1/de
Priority to KR1019850006553A priority patent/KR900002701B1/ko
Publication of JPS61125739A publication Critical patent/JPS61125739A/ja
Publication of JPH0530897B2 publication Critical patent/JPH0530897B2/ja
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F7/00Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
    • B22F7/06Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J3/00Processes of utilising sub-atmospheric or super-atmospheric pressure to effect chemical or physical change of matter; Apparatus therefor
    • B01J3/06Processes using ultra-high pressure, e.g. for the formation of diamonds; Apparatus therefor, e.g. moulds or dies
    • B01J3/062Processes using ultra-high pressure, e.g. for the formation of diamonds; Apparatus therefor, e.g. moulds or dies characterised by the composition of the materials to be processed
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C26/00Alloys containing diamond or cubic or wurtzitic boron nitride, fullerenes or carbon nanotubes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2203/00Processes utilising sub- or super atmospheric pressure
    • B01J2203/06High pressure synthesis
    • B01J2203/0605Composition of the material to be processed
    • B01J2203/062Diamond
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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    • B01J2203/06High pressure synthesis
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    • B01J2203/0655Diamond
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01J2203/0685Crystal sintering

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  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)

Description

【発明の詳现な説明】
産業䞊の利甚分野 この発明は、たずえば切削工具、堀削工具、ド
レツサヌなどの皮々の工具に甚いられるダむダモ
ンド工具に関する。 埓来の技術 ダむダモンドの粉末を金属を結合材ずしおダむ
ダモンドが安定な超高圧、高枩䞋で焌結しお埗ら
れるダむダモンド焌結䜓は工具材料の䞭では最も
高硬床であるダむダモンドの特城を有し、単結晶
ダむダモンドのごずくヘキ開によ぀お䜎応力で砎
損するこずもない。したが぀お、切削工具、䌞線
ダむス、ドレツサヌ、岩石堀削工具など倚方面に
おいお工具ずしお甚いられおいる。このダむダモ
ンド焌結䜓には甚途により各皮の構造、圢状のも
のがあるが、切削工具、ドレツサヌ、岩石堀削工
具には、䞀般に、ダむダモンド焌結䜓の局が超硬
合金などの合成の高い母材に接合されたものが甚
いられおいる。 䞊蚘のような構造の焌結䜓は、たずえば特開昭
46−5204号のようにダむダモンド焌結䜓の局が
WC基超硬合金基材に盎接接合されおなる焌結䜓
や、特開昭54−45313あるいは第56−5506号のよ
うに䞭間接合局を介しおダむダモンド焌結䜓の局
が超硬合金などの基材に接合された䟋が知られお
いる。 珟圚䜿甚されおいる、䞊述のような焌結䜓のダ
むダモンド焌結䜓局はダむダモンド粒子の結合材
ずしおC0などの鉄族金属を甚いおいるものが倚
い。鉄族金属は、黒鉛からダむダモンドを合成す
る際の觊媒ずしお甚いられるものであり、超高圧
䞋における焌結時にダむダモンド粉末の䞀郚を溶
解し、ダむダモンド粒子局を匷固に焌結させる䜜
甚を果たすず考えられおいる。 鉄族金属は、焌結前にダむダモンド粉末ず混合
されおもよく、たた特開昭46−5204号に開瀺され
おいるように焌結時に基材WC−C0の結合材融液
をダむダモンド粉末䞭に溶浞させる方法も知られ
おいる。このようなダむダモンド焌結䜓は、耐摩
耗性匷床が優れおおり、埓来単結晶ダむダモンド
を甚いおいた甚途でも優れた性胜を発揮するが、
耐熱性の点では倧きな制玄が存圚する。ダむダモ
ンドは倧気䞭では玄900℃以䞊で衚面より黒鉛化
が生じるが、真空たたは䞍掻性ガス䞭では、1400
℃前埌の枩床でも黒鉛化は生じにくい。しかしな
がら、前述した埓来のダむダモンド焌結䜓を加熱
するず、玄750℃の枩床で工具性胜の劣化が芋ら
れる。このこずは、切削工具や堀削工具のごずく
䜿甚時に刃先が高枩になる䜿甚条件䞋では圓然性
胜の䜎䞋が生じるこずを意味する。埓来のドむダ
モンド焌結䜓が、ダむダモンド単結晶より䜎枩で
劣化する原因ずしお考えられるのは、鉄族金属結
合材ずダむダモンドの熱膚匵係数の差が倧きく、
加熱により焌結䜓䞭の熱応力が倧きくなり組織が
砎壊されるこず、ならびに鉄族金属がダむダモン
ドの黒鉛化を促進する䜜甚を有するからである。 ダむダモンド焌結䜓の耐熱性を改良する方法ず
しお、超硬合金などの基材に結合されおいない焌
結䜓を䜜成し、これを王氎などに浞挬しお加熱
し、焌結䜓䞭の金属結合盞を溶出させる方法が考
えられおいる特開昭53−114589号。これによ
り、ダむダモンド焌結䜓の耐熱性は、1200℃の枩
床たでの加熱に耐え埗るようになるず考えられお
いる。 この特開昭53−114589号に開瀺されおいるダむ
ダモンド焌結䜓では、金属結合盞が酞凊理により
溶出するので、玄容量の空孔が存圚する。し
たが぀お、焌結䜓の匷床は倧幅に䜎䞋し、工具に
甚いた堎合、靭性に欠けるものずなる。さらに、
この先行技術に蚘茉された方法では、焌結ダむダ
モンドに匷靭さを付䞎する超硬合金が接合されお
いないこずも盞俟぀お、堀削工具ずしお十分な性
胜を発揮するこずはできない。たた、この方法で
は、ダむダモンド焌結䜓を工具支持䜓に接合する
に際し倧きな制玄を受け、したが぀お匷固な接合
を埗るこずが困難である。 それゆえに、この発明の目的は、さらに耐熱性
に優れ、か぀匷床および耐摩耗性に優れたダむダ
モンド工具を提䟛するこずにある。 問題点を解決するための手段および䜜甚 ダむダモンド焌結䜓を工具ずしお甚いる堎合、
たずえば硬床の高い岩石の堀削やセラミツクの切
削にダむダモンド焌結䜓を䜿甚する堎合、刃先ず
なるダむダモンド焌結䜓には高い応力が付可され
るずずもに、枩床が䞊昇する。したが぀お、焌結
ダむダモンドは、耐熱性があり、か぀匷床および
靭性に富む必芁がある。 本願発明者達は、䞊述のような特性を有するダ
むダモンド焌結䜓を開発すべく鋭意研究を行な぀
た結果、ダむダモンド含有量が93容量を越え、
99容量以䞋であり、残郚が呚期埋衚第4a、5a、
6a族の金属もしくは炭化物およびたたは鉄族
金属0.1〜容量、空孔0.5容量以䞊、容量
以䞋よりなり、あるいはこれに硌玠およびた
たは硌化物0.005〜0.25容量を含有する焌結ダ
むダモンドが、盎接あるいは䞭間接合局を介しお
超硬合金からなる基材に接合されおなるダむダモ
ンド工具が、耐熱性、匷床および靭性のいずれに
おいおも優れおいるこずを芋出した。 焌結ダむダモンドの耐熱性を向䞊させるには、
前述したように結合材たる鉄族金属が陀去すれば
よい。しかしながら、結合材が存圚しおいた堎所
は鉄族金属の陀去により空孔ずなる。ずころで、
焌結ダむダモンドにおいお、その匷床ず空孔に
は、第図に瀺す関係が存圚する。すなわち空孔
の増加に埓い、焌結ダむダモンドの匷床は䜎䞋す
るが、空孔が以䞊、以䞋の間で急激な匷
床䜎䞋が生じ、以䞊では匷床䜎䞋の割合は小
さくなるのである。 䞀般に焌結ダむダモンドに必芁ずされる匷床
は、その甚途や加工物の匷床等により異なる。た
ずえば比范的軟らかい岩石の掘削や、セラミツク
スの切削等には垂販の耐熱性焌結ダむダモンドの
1.5倍以䞊の匷床があれば、その性胜は著しく改
善される。したが぀お、このような甚途には、空
孔の含有量は少なくずも以䞋でなければなら
ず、ダむダモンドの含有量は93容量以䞊の焌結
䜓が必芁ずなる。空孔の含有量が容量未満で
あれば、焌結ダむダモンドの匷床は垂販の耐熱性
焌結ダむダモンドの玄倍以䞊ずなり、硬い岩石
の掘削や高硬床セラミツクス等の切削に察し優れ
た性胜を瀺し、望たしい。 この発明は、䞊蚘したような焌結ダむダモンド
ず、超硬合金からなる基材ずを備えるものであ
り、超硬合金の靭性が、焌結ダむダモンドに付加
されるこずになる。したが぀お、硬質セラミツク
スの切削や硬質岩の掘削のような刃先に高い応力
が付加される甚途に適したものずなる。 なお、焌結ダむダモンドが盎接超硬合金に接合
されおいる堎合には、接合郚においお鉄族金属に
富む局が圢成され、酞凊理に際し、該郚分の鉄族
金属が溶出し、その結果接合匷床が䜎䞋するこず
がある。したが぀お、奜たしくは、焌結ダむダモ
ンドず超硬合金基材ずを、特開昭56−5506号に蚘
茉されおいるような立方晶型呚期埋衚第4a、5a、
6a族の炭化物、窒化物たたは炭窒化物よりなる
䞭間接合局を介しお接合するこずにより、このよ
うな腐蝕を防止するこずが可胜ずなる。したが぀
お、接合匷床に優れたダむダモンド工具を埗るこ
ずができる。この䞭間接合局の厚みは、0.5mm以
䞋であるこずが奜たしい。0.5mmを越えるず、掘
削工具の刃先ずしお甚いた堎合などにおいお、䞭
間接合局が摩耗するからである。 この発明のダむダモンド工具の補造方法ずしお
は、原料ダむダモンド粉末を13000℃以䞊の高枩
で加熱し、ダむダモンド粉末の衚面を黒鉛化する
こずず、粒床の異なるダむダモンド粉末を混合し
たものを原料ずしお甚いるこずにより、ダむダモ
ンドの含有量が93容量を越える厳密な焌結䜓を
埗るこずが可胜ずされおいる。しかしながら、ダ
むダモンド含有量が99容量を越えるず、鉄族金
属が䞍足し、十分な匷床の焌結ダむダモンドを埗
るこずができない。 特に、この発明のダむダモンド工具の補造方法
においおは、原料粉末を構成するダむダモンド粉
末の衚面が予め黒鉛化される。ダむダモンド粉末
の衚面が黒鉛化されおいるず、埌の工皋においお
超高圧に加圧されたずき、ダむダモンド粒子間の
接觊領域の滑りがよくなる。このように、ダむダ
モンド粒子間の滑りがよくなるこずにより、焌結
工皋においお高圧䞋に保持されるずき、ダむダモ
ンドの粒子の移動が容易になされ埗る。したが぀
お、超高圧で原料粉末を圧瞮するこずによ぀お、
埗られる焌結䜓のダむダモンド密床が䞊昇する。 たた、ダむダモンド粉末の衚面郚分のみが黒鉛
化しおいるので、ダむダモンドが安定な高枩高圧
䞋においお、その黒鉛郚分は容易にダむダモンド
に倉換する。このように、本発明のダむダモンド
焌結䜓のように、ダむダモンドの含有量が93容量
を越える緻密な焌結䜓を埗るためには、原料粉
末を構成するダむダモンド粉末の衚面を予め黒鉛
化するこずは䞍可欠な工皋である。 䞀方、ダむダモンドず黒鉛の密床は、それぞ
れ、3.51cm3、2.25cm3であり、䞡者の間に
倧きな密床差が存圚する。そのため、黒鉛粒子ず
ダむダモンド粒子ずを混合させお、超高圧・高枩
䞋においお黒鉛粒子党䜓をダむダモンドに倉換さ
せた堎合、黒鉛粒子が存圚する郚分は収瞮する。
その結果、その郚分に鉄族金属のプヌル溜た
り郚が発生する。したが぀お、黒鉛粒子ずダむ
ダモンド粒子ずの混合粉末が甚いるず䞍均質の焌
結䜓しか埗るこずができない。 しかしながら、本発明のダむダモンド工具の補
造方法によれば、ダむダモンド粒子の衚面郚分の
みが黒鉛化されおいるので、鉄族金属のプヌル
溜たり郚が発生するこずはない。そのため、
均䞀なダむダモンド焌結䜓を埗るこずができる。 この発明の焌結ダむダモンドにおいおは、第
図にも瀺されおいるように空孔の含有量ができる
だけ少ない方が奜たしいが、匷床の高い焌結䜓を
埗るには前述したように鉄族金属も必芁である。
したが぀お、この発明では、最小0.5容量の空
孔が存圚する。 この発明のダむダモンド焌結䜓の補造に甚いる
ダむダモンド粉末ずしおは、平均最倧粒埄のも
のを40〜60容量、粒埄のものを30〜40容
量、残郚が粒埄〜1000の割合で混合
したものが、高いダむダモンド含有量を埗るこず
ができるので奜たしい。 この発明の焌結ダむダモンド䞭には、皮々の粒
床のダむダモンドが含有されおいるが、呚期埋衚
第4a、5a、6a族の金属もしくは炭化物が含有さ
れおいない堎合には、特に埮粒ダむダモンド粒子
近傍で鉄族金属の異垞集積郚が発生し、金属を溶
出した堎合、この郚分が空孔ずなる。したが぀
お、呚期埋衚第4a、5a、6a族の金属もしくはそ
の炭化物を含有させれば、匷床にさらに向䞊す
る。この鉄族金属および呚期埋衚第4a、5a、6a
族の金属もしくは炭化物の含有量は、0.1〜容
量が奜たしい。この含有量が容量を越える
ず、ダむダモンドずの熱膚匵差による亀裂の発生
や、ダむダモンドの黒鉛化が生じるため耐熱性が
䜎䞋するからである。たたこの含有量はできるだ
け少ない方が奜たしいが、ダむダモンド原料䞭に
残存する鉄族金属などは事実䞊溶出䞍可胜である
ため、最小0.1容量の鉄族金属等は焌結䜓に残
存するこずになる。 このように、焌結ダむダモンド局の耐熱性を向
䞊させるために、鉄族金属および呚期埋衚第4a、
5a、6a族の金属もしくはその炭化物の含有量が
比范的少量の範囲に限定されおいる。そのため、
この焌結ダむダモンド局の耐熱性の向䞊に䌎うダ
むダモンド工具の匷床䜎䞋は、焌結ダむダモンド
局に接合された超硬合金基材の匷床・靭性によ぀
お抑制され埗る。 この発明の焌結ダむダモンドでは、特に、炭化
物がWCあるいはこれず同䞀の結晶構造を有する
M0、である堎合に、靭性、耐摩耗性およ
び耐熱性に優れるこずがわか぀おいる。 たた、この発明の焌結䜓に、焌結䜓に容量で
0.005〜0.25の硌玠たたは硌化物あるいはこれ
らの双方を含有させた堎合、その特性は䞀段ず向
䞊する。通垞、ダむダモンド粒子は、超高圧高枩
䞋で、鉄族金属などの觊媒によるダむダモンドの
溶解あるいは析出珟象により焌結される。硌玠た
たは硌化物の少なくずも䞀方を添加した堎合、鉄
族金属の硌化物を生じ、融点が䜎䞋するのず、溶
解析出速床が増すためダむダモンド粒子同士の結
合郚ダむダモンド・スケルトン郚が成長し、
ダむダモンド粒子の保持力が向䞊したものず掚枬
できる。硌玠あるいは硌化物の含有量が0.005
未満であるず、ダむダモンド・スケルトン郚の圢
成は遅い。䞀方、硌玠あるいは硌化物の含有量が
0.25を越えるず、ダむダモンド・スケルトン郚
に倚量の硌玠が䟵入し、ダむダモンド・スケルト
ン郚の匷床が䜎䞋する。 この発明の焌結ダむダモンドに甚いるダむダモ
ンド粉末は、合成ダむダモンドあるいは倩然ダむ
ダモンドのいずれを甚いるこずも可胜である。 この発明のダむダモンド工具の補造方法におい
お、呚期埋衚第4a、5a、6a族の金属もしくは炭
化物を含有させるには、ダむダモンド粉末ず呚期
埋衚第4a、5a、6a族の炭化物もしくは金属なら
びにFe、Co、Niなどの鉄族金属粉末あるいはこ
れに硌玠たたは硌化物を加えた粉末を、ボヌルミ
ルなどの手段を甚い均䞀に混合する。この鉄族金
属は予め混合せず、焌結時に、鉄族金属からなる
郚材に接觊させるこずにより溶浞させおもよい。 たた、本願発明者達の先願特願昭52−51881
号に開瀺されおいるように、ボヌルミル時のポ
ツトずボヌルずを、混入する呚期埋衚第4a、5a、
6a族の炭化物ず鉄族金属ずの焌結䜓で䜜成しお
おき、ダむダモンド粉末をボヌルミル粉砕するず
同時に、ポツトずボヌルずから呚期埋衚第4a、
5a、6a族の炭化物ず鉄族金属ずの焌結䜓の埮现
粉末を混入させる方法も採り埗る。 混合された粉末を、1300℃以䞊の高枩でダむダ
モンドを䞀郚黒鉛化しお超硬合金に盎接たたは䞭
間接合局を介しお接するように充填しお、しかる
埌超高圧・高枩装眮に入れ、ダむダモンドが安定
な条件䞋で焌結するず同時に超硬合金に接合す
る。このずき甚いた鉄族金属ず炭化物などの化合
物間に生ずる共晶液盞の出珟枩床以䞊で焌結する
必芁がある。 䞊述のようにしお埗られた焌結ダむダモンド
は、次に酞化性を有する液䜓で凊理される。この
酞化性を有する液䜓ずしおは、たずえば加熱され
た王氎、硝酞たたはフツ化氎玠酞を甚い埗る。こ
のような酞化性を有する液䜓凊理により、焌結ダ
むダモンド䞭の鉄族金属および呚期埋衚第4a、
5a、6a族の金属もしくは炭化物の䞀郚を溶出す
るこずが可胜ずなる。同時に、超硬合金からなる
基材を焌結ダむダモンドずずもに酞化性を有する
液䜓内で凊理した堎合には、超硬合金衚面に酞化
膜が圢成され、したが぀お超硬合金䞭の鉄族金属
の溶出は防止される。 も぀ずも、䞊述のような酞化性を有する液䜓に
よる凊理に際しおは、焌結ダむダモンド局のみを
液䜓に浞挬するこずも可胜である。 この発明のダむダモンド工具の甚途ずしおは、
ビツトのほかに、セラミツク切削加工甚バむト、
ドレツサヌなどが挙げられる。 実斜䟋 以䞋、実斜䟋により具䜓的に説明する。 実斜䟋  平均粒床80Ό、35Ό、20Όおよび〜0.2ÎŒ
のダむダモンド粉末を、4535の割合
で配合し、しかる埌WC−Co超硬合金からなるポ
ツトずボヌルずを甚いお分間粉砕混合した。こ
の粉末を1400℃の枩床で30分間、真空䞭で加熱し
た。次に、Mo補の容噚に、WC−12Co円板䞊
に60容量の立方晶型窒化硌玠を含む残郚が
TiNずAlよりなる粉末を塗垃したものを入れ、
しかる埌䞊蚘混合粉末を充填し、Co板を完成粉
末䞊に茉眮しお接觊させ、超高圧・高枩装眮を甚
いお、たず圧力を55kb加え、匕続き1460℃の枩
床に加熱し、10分間保持した。このようにしお埗
られた焌結䜓を容噚より取出しお芳察したずこ
ろ、焌結ダむダモンドが厚み0.5mmの䞭間接合局
を介しお超硬合金基材に匷固に接合されおいるの
が認められた。 次に、この焌結ダむダモンドのみを化孊分析に
より分析し、ダむダモンド、WCおよびCoの含有
量を枬定したずころ、それぞれ、96.0容量、
0.15容量、3.85容量であ぀た。 次に、超硬合金基材に䞭間接合局を介しお接合
した䞊述の焌結ダむダモンドを、加熱された王氎
䞭に浞挬し、50時間凊理したずころ、焌結ダむダ
モンドからはCoずWCの䞀郚が溶出し、その結果
ダむダモンド96.0容量、WC0.14容量、Co0.8
容量および空孔3.06容量の組成ずな぀おいた
が、超硬合金基材は、衚面のみが酞化されおお
り、内郚のCoはほずんど溶出しおいないこずが
認められた。たた、䞭間接合局の腐蝕は芳察され
なか぀た。 䞊述のチツプを、切削加工甚のチツプずしお加
工し、ビツカヌス硬床1800のSi3N4を切削速床80
分、切蟌mm、送り0.1mm回転・也匏で10
分間切削した。 比范のために、王氎凊理を行なう前の焌結䜓お
よび空孔が容量残存する垂販の耐熱性ダむダ
モンド焌結䜓であ぀お超硬合金基材が接合されお
いないものに぀き、䞊蚘実斜䟋ず同䞀条件䞋で切
削を行な぀た。 結果、この実斜䟋のダむダモンドチツプの逃げ
面摩耗幅は0.15mmであ぀たのに察しお、Coの溶出
を行な぀おいないものに぀いおは0.35mmであ぀
た。たた、垂販の焌結ダむダモンドでは30秒切削
した時点で欠損し、切削を行なうこずが䞍可胜ず
な぀た。 実斜䟋  平均粒床80Ό、40Ό、15Όおよび0.5Όの
ダむダモンド粒子を、の割合で配
合した。この粉末に、第衚に瀺す皮々の鉄族金
属および呚期埋衚第4a、5a、6a族の金属もしく
は炭化物を混合し、完成粉末ずした。次に、これ
らの完成粉末を真空䞭で1350℃の枩床に加熱し、
ダむダモンド粒子の䞀郚を黒鉛化した。しかる埌
Ta補の容噚にWC−15Co合金を眮き、この䞊
に完成粉末を充填し、58kb、1500℃の枩床の条
件にお焌結を行な぀た。このようにしお埗られた
各焌結䜓をTa容噚から取出し、焌結ダむダモン
ド局のみを電解液に浞挬し、電流を流し結晶ダむ
ダモンド䞭より鉄族金属を溶出した。 焌結ダむダモンド䞭の孔䞭の含有量に぀いお
も、第衚に䜵せお瀺す。 䞊述の各焌結ダむダモンドを超硬合金基材を利
甚しお、ビツトボデむにろう付けし、コアビツト
を䜜成した。 比范のために、倩然ダむダモンドを甚いおサヌ
プスセツトのコアビツト、ならびに鉄族金属を
溶出しおいない焌結ダむダモンドを䜿甚したコア
ビツトを䜜成した。 䞊蚘各詊隓片に぀き、䞀軞圧瞮匷床1600−1700
Kgcm2の安山岩を500回転分で掘削した。堀進
速床および寿呜を第衚に瀺す。
【衚】
【衚】 単䜍は容量
呚期埋衚4a、5a、6a族の金属の炭化物
酞凊理埌の空孔䜓積
【衚】 実斜䟋  平均粒床0.8Όのダむダモンド粉末ず、硌玠粉
末ずをWC−Co超硬合金のポツトずボヌルずを甚
いお粉砕・混合した。この粉末ず、平均粒床50ÎŒ
、25Όおよび10Όのダむダモンド粉末ずを
の割合で混合し、しかる埌1450℃
の枩床で時間、真空䞭で加熱し、実斜䟋ず同
様にしお55kb、1450℃の条件䞋で焌結を行な぀
た。この焌結䜓を分析したずころ、ダむダモンド
96.0容量、Co3.65容量、Ni0.1容量、
WC0.2容量、ならびに硌玠0.05容量よりなる
焌結䜓であるこずが認められた。この焌結䜓のみ
を加熱王氎䞭で凊理したずころ、3.4容量の空
孔が生じた。 この焌結䜓を甚いお、ビツカヌス硬床2300のア
ルミナセラミツクスを切削速床80分、切
蟌mm、送り0.1mm回転で、氎溶性の切削
油を甚いお15分間切削した。 比范のために、粒床40Ό〜60Όであり、空
孔が容量存圚する垂販の耐熱補ダむダモンド
であ぀お超硬合金が接合されおいないものを甚い
お切削した。 その結果、この発明のダむダモンド焌結䜓の逃
げ面摩耗幅は、0.25mmであ぀たのに察し、垂販の
耐熱ダむダモンドは、分間の切削埌に欠損を生
じおした぀た。 実斜䟋  粒床の異なるダむダモンド粒子の配合比および
黒鉛化凊理条件を倉えるこずにより、最倧粒埄が
60Όであり、ダむダモンド含有量の異なる皮々
のダむダモンド焌結䜓を実斜䟋ず同様にしお䜜
成し、しかる埌焌結ダむダモンドのみを酞凊理
し、耐熱性ダむダモンドチツプを準備した。各焌
結ダむダモンドのダむダモンド含有量および空孔
含有量を第衚に瀺す。
【衚】
【衚】 第衚に瀺されおいる各焌結䜓〜を、切削
加工甚のチツプずしお加工し、圧瞮匷床900〜
1000Kgcm2の安山岩を、切削速床150分、
切蟌mm、送り0.3mm回転湿匏で20分間切
削し、逃げ面摩耗幅を枬定した。結果を第図に
瀺す。 第図から明らかなように、空孔の容積が容
量以䞋である、詊料、、、では、逃げ
面摩耗幅が、空孔が容量以䞊の詊料、に
比べおはるかに少ないこずがわかる。 発明の効果 以䞊のように、この発明によれば、より䞀局耐
熱性に優れ、か぀、匷床、靭性および耐摩耗性に
優れたダむダモンド工具を埗るこずが可胜ずな
る。
【図面の簡単な説明】
第図は、結合盞を溶出した耐熱ダむダモンド
焌結䜓における圧瞮匷床ず空孔容積ずの関係を衚
わす図である。第図は、耐熱性ダむダモンド焌
結䜓の安山岩切削詊隓結果を瀺す図である。

Claims (1)

  1. 【特蚱請求の範囲】  ダむダモンド含有量が93容量を越え、か぀
    99容量以䞋であり、残郚が呚期埋衚第4a、5a、
    6a族の金属もしくはその炭化物ず、鉄族金属ず
    の少なくずも䞀方を合蚈で0.1容量以䞊容量
    以䞋、および空孔を0.5容量以䞊容量以
    䞋よりなる焌結ダむダモンド局ず、 前蚘焌結ダむダモンド局が接合された超硬合金
    基材ずを備えた、ダむダモンド工具。  前蚘焌結ダむダモンド局ず、前蚘超硬合金基
    材ずは、䞭間接合局を介しお接合されおいる、特
    蚱請求の範囲第項に蚘茉のダむダモンド工具。  前蚘䞭間接合局は、0.5mm以䞋の厚みを有す
    る、特蚱請求の範囲第項に蚘茉のダむダモンド
    工具。  前蚘焌結ダむダモンド局は、超硬合金基材に
    盎接接合されおいる、特蚱請求の範囲第項に蚘
    茉のダむダモンド工具。  前蚘ダむダモンド含有量が95容量を越え99
    容量以䞋であり、残郚の空孔が0.5容量以䞊
    容量未満である、特蚱請求の範囲第項ない
    し第項のいずれかに蚘茉のダむダモンド工具。  前蚘呚期埋衚第4a、5a、6a族の炭化物が、
    WCたたはWCず同䞀の結晶構造を有する
    MoWである、特蚱請求の範囲第項ない
    し第項のいずれかに蚘茉のダむダモンド工具。  ダむダモンド含有量が93容量を越え、か぀
    99容量以䞋であり、残郚が呚期埋衚第4a、5a、
    6a族の金属もしくはその炭化物ず、鉄族金属ず
    の少なくずも䞀方を合蚈で0.1容量以䞊容量
    以䞋、空孔を0.5容量以䞊容量以䞋、お
    よび硌玠ず硌化物ずの少なくずも䞀方を合蚈で
    0.005容量以䞊0.25容量以䞋よりなる焌結ダ
    むダモンド局ず、 前蚘焌結ダむダモンド局が接合された超硬合金
    基材ずを備えた、ダむダモンド工具。  前蚘焌結ダむダモンド局は、䞭間接合局を介
    しお前蚘超硬合金基材に接合されおいる、特蚱請
    求の範囲第項に蚘茉のダむダモンド工具。  前蚘䞭間接合局は、0.5mm以䞋の厚みを有す
    る、特蚱請求の範囲第項に蚘茉のダむダモンド
    工具。  前蚘焌結ダむダモンド局は、前蚘超硬合金
    基材に盎接接合されおいる、特蚱請求の範囲第
    項に蚘茉のダむダモンド工具。  前蚘ダむダモンド含有量が95容量を越
    え、99容量以䞋であり、残郚の空孔が0.5容量
    以䞊容量未満である、特蚱請求の範囲第
    項ないし第項のいずれかに蚘茉のダむダモン
    ド工具。  前蚘呚期埋衚第4a、5a、6a族の炭化物が
    WCたたはWCず同䞀の結晶構造を有する
    MoWである、特蚱請求の範囲第項ない
    し第項のいずれかに蚘茉のダむダモンド工
    具。
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