JPH06155112A - ダイヤモンド工具及びその製造方法 - Google Patents
ダイヤモンド工具及びその製造方法Info
- Publication number
- JPH06155112A JPH06155112A JP3141478A JP14147891A JPH06155112A JP H06155112 A JPH06155112 A JP H06155112A JP 3141478 A JP3141478 A JP 3141478A JP 14147891 A JP14147891 A JP 14147891A JP H06155112 A JPH06155112 A JP H06155112A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diamond
- powder
- diamond tip
- shank
- tip
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000010432 diamond Substances 0.000 title claims abstract description 88
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 87
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 42
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 23
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 239000011863 silicon-based powder Substances 0.000 claims abstract description 10
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims abstract description 9
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 6
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 18
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 12
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 abstract description 3
- 239000008187 granular material Substances 0.000 abstract description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 8
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 8
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 7
- 239000000047 product Substances 0.000 description 7
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 6
- 244000145845 chattering Species 0.000 description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 5
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 4
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 4
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 4
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 3
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 3
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 2
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 2
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 238000010000 carbonizing Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 1
- 238000007730 finishing process Methods 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229920003986 novolac Polymers 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- -1 phenol resin Chemical class 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005491 wire drawing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B27/00—Tools for turning or boring machines; Tools of a similar kind in general; Accessories therefor
- B23B27/14—Cutting tools of which the bits or tips or cutting inserts are of special material
- B23B27/18—Cutting tools of which the bits or tips or cutting inserts are of special material with cutting bits or tips or cutting inserts rigidly mounted, e.g. by brazing
- B23B27/20—Cutting tools of which the bits or tips or cutting inserts are of special material with cutting bits or tips or cutting inserts rigidly mounted, e.g. by brazing with diamond bits or cutting inserts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
- B23P5/00—Setting gems or the like on metal parts, e.g. diamonds on tools
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T407/00—Cutters, for shaping
- Y10T407/27—Cutters, for shaping comprising tool of specific chemical composition
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T408/00—Cutting by use of rotating axially moving tool
- Y10T408/81—Tool having crystalline cutting edge
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明による製品を用いて加工した際にビビ
リが発生しにくく、高温環境下の使用にも十分に耐える
ダイヤモンド工具、及びその歩留まりのよい製造方法を
提供することにある。 【構成】 本発明に係るダイヤモンド工具及びその製造
方法は、少なくともダイヤモンドチップ１と接触するシ
ャンク部分を、ダイヤモンド粉粒体を配合してダイヤモ
ンドチップ１の熱膨張係数に近い熱膨張係数を有する反
応焼結炭化珪素材で形成し、またダイヤモンド粉粒体と
炭素源を配合した原料層２（粉末層または成形体）にダ
イヤモンドチップ１を接触させ、該層の表面に金属珪素
粉３を配したのち、真空中または非酸化性雰囲気中で加
熱し、反応焼結させることによって、ダイヤモンドチッ
プ１の熱膨張係数に近い熱膨張係数を有する反応焼結炭
化珪素材を、少なくともダイヤモンドチップ１と接触す
るシャンク部分に生成させている。
リが発生しにくく、高温環境下の使用にも十分に耐える
ダイヤモンド工具、及びその歩留まりのよい製造方法を
提供することにある。 【構成】 本発明に係るダイヤモンド工具及びその製造
方法は、少なくともダイヤモンドチップ１と接触するシ
ャンク部分を、ダイヤモンド粉粒体を配合してダイヤモ
ンドチップ１の熱膨張係数に近い熱膨張係数を有する反
応焼結炭化珪素材で形成し、またダイヤモンド粉粒体と
炭素源を配合した原料層２（粉末層または成形体）にダ
イヤモンドチップ１を接触させ、該層の表面に金属珪素
粉３を配したのち、真空中または非酸化性雰囲気中で加
熱し、反応焼結させることによって、ダイヤモンドチッ
プ１の熱膨張係数に近い熱膨張係数を有する反応焼結炭
化珪素材を、少なくともダイヤモンドチップ１と接触す
るシャンク部分に生成させている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、加工時にビビリ、振動
が発生しないことが要求される分野、及び耐熱性が要求
される分野で使用されるダイヤモンド工具とその製造方
法に関するものである。
が発生しないことが要求される分野、及び耐熱性が要求
される分野で使用されるダイヤモンド工具とその製造方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来よりダイヤモンドの耐摩耗性を利用
して、ダイヤモンドを接合した各種の工具、たとえばダ
イヤモンドバイト、ダイヤモンドドレッサー、ダイヤモ
ンド伸線ダイス、ダイヤモンドメス等の工具が用いられ
ている。
して、ダイヤモンドを接合した各種の工具、たとえばダ
イヤモンドバイト、ダイヤモンドドレッサー、ダイヤモ
ンド伸線ダイス、ダイヤモンドメス等の工具が用いられ
ている。
【０００３】これらのダイヤモンド工具において、ダイ
ヤモンドチップは、一般に、粉末冶金法、活性金属法等
の手段により、たとえばステンレス等の金属性シャンク
に接合されている。
ヤモンドチップは、一般に、粉末冶金法、活性金属法等
の手段により、たとえばステンレス等の金属性シャンク
に接合されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
接合技術を用いたダイヤモンド工具には、以下のような
問題がある。
接合技術を用いたダイヤモンド工具には、以下のような
問題がある。
【０００５】例えば、アルミニウム，真鍮，無酸素銅等
の軟質被削材を加工する場合、加工時に生じる振動（ビ
ビリ）のために精密な加工が出来ないという問題があっ
た。ビビリの防止のために、シャンクを高剛性のセラミ
ックス製とすることが考えられるが、ダイヤモンドチッ
プとセラミックスシャンクを、同じく高剛性を有する接
合部を介して接合する適切な技術が確立しておらず、そ
の接合手段に課題があった。
の軟質被削材を加工する場合、加工時に生じる振動（ビ
ビリ）のために精密な加工が出来ないという問題があっ
た。ビビリの防止のために、シャンクを高剛性のセラミ
ックス製とすることが考えられるが、ダイヤモンドチッ
プとセラミックスシャンクを、同じく高剛性を有する接
合部を介して接合する適切な技術が確立しておらず、そ
の接合手段に課題があった。
【０００６】また、８００℃以下の温度条件で使用され
る場合は特に問題が生じないが、高温下、例えば１３０
０℃から１４００℃の温度条件で使用される場合には、
シャンク自体、及び該シャンクとダイヤモンドとの接合
材の耐熱性不足のため、加工物における加工精度が確保
できなかったり、最初から使用に耐えられないという問
題があった。耐熱性をだすため、シャンクを耐熱性を有
するセラミックス製とすることが考えられるが、上述の
ようにセラミックスシャンクとダイヤモンドとを接合す
る適切な技術が確立しておらず、その接合手段に課題が
あった。
る場合は特に問題が生じないが、高温下、例えば１３０
０℃から１４００℃の温度条件で使用される場合には、
シャンク自体、及び該シャンクとダイヤモンドとの接合
材の耐熱性不足のため、加工物における加工精度が確保
できなかったり、最初から使用に耐えられないという問
題があった。耐熱性をだすため、シャンクを耐熱性を有
するセラミックス製とすることが考えられるが、上述の
ようにセラミックスシャンクとダイヤモンドとを接合す
る適切な技術が確立しておらず、その接合手段に課題が
あった。
【０００７】これに対し、本発明者は、ダイヤモンド工
具のシャンクを反応焼結法炭化珪素の製法を応用するこ
とによってセラミックス化することに成功し、耐熱性・
ビビリの防止に効果があることを確認した。
具のシャンクを反応焼結法炭化珪素の製法を応用するこ
とによってセラミックス化することに成功し、耐熱性・
ビビリの防止に効果があることを確認した。
【０００８】しかしながら、ダイヤモンドチップの熱膨
張係数とシャンクの熱膨張係数が必ずしも常に十分に近
い値にならないため、接合部分にダイヤモンドチップと
セラミックスシャンクの熱膨張係数の差に起因する応力
が残留することがあった。このため最終仕上げ加工時
に、ダイヤモンドチップとシャンクの接合面にクラック
が生じて製品の歩留まりが落ちたり、寿命が短くなると
いう欠陥があった。
張係数とシャンクの熱膨張係数が必ずしも常に十分に近
い値にならないため、接合部分にダイヤモンドチップと
セラミックスシャンクの熱膨張係数の差に起因する応力
が残留することがあった。このため最終仕上げ加工時
に、ダイヤモンドチップとシャンクの接合面にクラック
が生じて製品の歩留まりが落ちたり、寿命が短くなると
いう欠陥があった。
【０００９】本発明は上述した従来技術が持つ欠陥を取
り除くためになされたものであって、その目的は、本発
明による製品を用いて加工した際にビビリが発生しにく
く、高温環境下の使用にも十分に耐えるダイヤモンド工
具、及びその歩留まりのよい製造方法を提供することに
ある。
り除くためになされたものであって、その目的は、本発
明による製品を用いて加工した際にビビリが発生しにく
く、高温環境下の使用にも十分に耐えるダイヤモンド工
具、及びその歩留まりのよい製造方法を提供することに
ある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決するために、ダイヤモンド粉粒体を配合した反応焼
結炭化珪素材をシャンク材とすることにより、ダイヤモ
ンドチップに非常に近い熱膨張係数を有するセラミック
スシャンク材を開発することに成功し、本発明を完成さ
せた。
解決するために、ダイヤモンド粉粒体を配合した反応焼
結炭化珪素材をシャンク材とすることにより、ダイヤモ
ンドチップに非常に近い熱膨張係数を有するセラミック
スシャンク材を開発することに成功し、本発明を完成さ
せた。
【００１１】すなわち、本発明の要旨は、少なくともダ
イヤモンドチップと接触するシャンク部分を、ダイヤモ
ンド粉粒体を配合してダイヤモンドチップの熱膨張係数
に近い熱膨張係数を有する反応焼結炭化珪素材によって
形成したダイヤモンド工具にある。その製造方法は、ダ
イヤモンド粉粒体と炭素源を配合した原料層（粉末層ま
たは成形体）にダイヤモンドチップを埋め込みまたは接
触させ、該層の表面に金属珪素粉を配したのち、真空中
または非酸化性雰囲気中で加熱して反応焼結させ、それ
によってダイヤモンドチップと非常に近い熱膨張係数を
有した反応焼結炭化珪素材を少なくともダイヤモンドチ
ップと接触するシャンク部分に生成させることを特徴と
するダイヤモンド工具の製造方法にある。
イヤモンドチップと接触するシャンク部分を、ダイヤモ
ンド粉粒体を配合してダイヤモンドチップの熱膨張係数
に近い熱膨張係数を有する反応焼結炭化珪素材によって
形成したダイヤモンド工具にある。その製造方法は、ダ
イヤモンド粉粒体と炭素源を配合した原料層（粉末層ま
たは成形体）にダイヤモンドチップを埋め込みまたは接
触させ、該層の表面に金属珪素粉を配したのち、真空中
または非酸化性雰囲気中で加熱して反応焼結させ、それ
によってダイヤモンドチップと非常に近い熱膨張係数を
有した反応焼結炭化珪素材を少なくともダイヤモンドチ
ップと接触するシャンク部分に生成させることを特徴と
するダイヤモンド工具の製造方法にある。
【００１２】以下、本発明を詳細に説明する。
【００１３】ここで、ダイヤモンドチップとは単結晶か
らなる単石ダイヤモンド、焼結ダイヤモンドのいずれで
もよい。また反応焼結炭化珪素材とは、黒鉛、カーボン
ブラック、加熱により炭素源となる例えばフェノール樹
脂等の炭化性有機化合物に、必要に応じて炭化珪素粉粒
体を配合し、真空中または非酸化性雰囲気中で加熱し、
溶融させた珪素を原料層に浸透させ、原料層中の炭素源
と反応させて、新たに炭化珪素を生成させることにより
結合させた材料である。
らなる単石ダイヤモンド、焼結ダイヤモンドのいずれで
もよい。また反応焼結炭化珪素材とは、黒鉛、カーボン
ブラック、加熱により炭素源となる例えばフェノール樹
脂等の炭化性有機化合物に、必要に応じて炭化珪素粉粒
体を配合し、真空中または非酸化性雰囲気中で加熱し、
溶融させた珪素を原料層に浸透させ、原料層中の炭素源
と反応させて、新たに炭化珪素を生成させることにより
結合させた材料である。
【００１４】この反応焼結炭化珪素材を生成させること
ができる原料中に、ダイヤモンド粉粒体を配合する。こ
の配合により後述するように反応焼結後のシャンク材の
熱膨張係数をダイヤモンドチップに近くすることが可能
となる。ダイヤモンド粉粒体の配合量は、少なすぎると
熱膨張係数がダイヤモンドチップのそれとかけ離れて接
合が困難となるため、接合の観点から多ければ多いほど
良く、配合後の原料層の８５重量％以上（フェノール樹
脂等の炭化性有機化合物を配合する場合は、炭化後の重
量を配合重量として計算する）であることが望ましい。
ができる原料中に、ダイヤモンド粉粒体を配合する。こ
の配合により後述するように反応焼結後のシャンク材の
熱膨張係数をダイヤモンドチップに近くすることが可能
となる。ダイヤモンド粉粒体の配合量は、少なすぎると
熱膨張係数がダイヤモンドチップのそれとかけ離れて接
合が困難となるため、接合の観点から多ければ多いほど
良く、配合後の原料層の８５重量％以上（フェノール樹
脂等の炭化性有機化合物を配合する場合は、炭化後の重
量を配合重量として計算する）であることが望ましい。
【００１５】原料層は粉末層であっても成形体であって
もよい。成形体の場合はあらかじめシャンク形状に加工
しておくことによりニアネットシェイプの製品を製造す
ることができる。いずれの場合においても、表面の材質
が窒化ほう素で内側にシャンクをぴったりとはめ込むこ
とができる形状の型枠を用いることが、反応焼結後の過
剰珪素の除去工程が簡単になるという点から望ましい、
上記原料層（粉末層または成形体）をダイヤモンドチッ
プに接触させるように配置したのち、原料層に接して金
属珪素粉を配する。この金属珪素粉は、次工程の加熱に
よって溶融したさい外部に流れ出さないよう、表面の材
質が窒化ほう素である型枠で囲うことが望ましい。
もよい。成形体の場合はあらかじめシャンク形状に加工
しておくことによりニアネットシェイプの製品を製造す
ることができる。いずれの場合においても、表面の材質
が窒化ほう素で内側にシャンクをぴったりとはめ込むこ
とができる形状の型枠を用いることが、反応焼結後の過
剰珪素の除去工程が簡単になるという点から望ましい、
上記原料層（粉末層または成形体）をダイヤモンドチッ
プに接触させるように配置したのち、原料層に接して金
属珪素粉を配する。この金属珪素粉は、次工程の加熱に
よって溶融したさい外部に流れ出さないよう、表面の材
質が窒化ほう素である型枠で囲うことが望ましい。
【００１６】次に、上記原料層をそのまま真空中または
非酸化性雰囲気中で加熱し、金属珪素粉を溶融させ、原
料層に浸透させ、炭素との直接反応、すなわちＣ＋Ｓｉ
→ＳｉＣの反応により、炭化珪素を生成させる。
非酸化性雰囲気中で加熱し、金属珪素粉を溶融させ、原
料層に浸透させ、炭素との直接反応、すなわちＣ＋Ｓｉ
→ＳｉＣの反応により、炭化珪素を生成させる。
【００１７】この際、ダイヤモンドチップの接合表面は
炭化珪素化し、生成した反応焼結炭化珪素材質との接合
体が得られる。
炭化珪素化し、生成した反応焼結炭化珪素材質との接合
体が得られる。
【００１８】この接合体は、その表面に残存した金属珪
素を除去するとともに、必要に応じて表面を研削して、
ダイヤモンドチップの露出の程度を調整したりダイヤモ
ンドチップ自体の研磨、ラップを行い、所定の寸法に整
えることによりダイヤモンド工具とする。
素を除去するとともに、必要に応じて表面を研削して、
ダイヤモンドチップの露出の程度を調整したりダイヤモ
ンドチップ自体の研磨、ラップを行い、所定の寸法に整
えることによりダイヤモンド工具とする。
【００１９】以下、本発明の実施例を示すが、本発明
は、下記の実施例に限定されるものではなく、本発明の
技術的思想に基づいて、各種の変形及び変更が可能であ
る。
は、下記の実施例に限定されるものではなく、本発明の
技術的思想に基づいて、各種の変形及び変更が可能であ
る。
【００２０】
実施例１ 各粒度の市販の人工ダイヤモンドパウダー（１４９〜１
７７ミクロン、８８〜１０５ミクロン、３７〜４４ミク
ロン、１２〜１５ミクロンの４グレード）と炭素源とし
てノボラック型フェノール樹脂を表１に示した配合比率
で総重量が４グラムとなるように秤量し、乳鉢で混合し
たのち、１０００Ｋｇ／ｃｍ2 の成形圧力で金型成形し
た。真空炉中７５０℃で６０分間加熱して脱脂、炭化し
たのち、３×５×５ｍｍの直方体を切り出し、真空炉中
で溶融珪素を浸透させて反応焼結した。炉出し後、過剰
珪素を研削除去して熱膨張係数測定用のテストピースと
した。このテストピースについて、真空理工株式会社製
の高速示差熱分析装置ＤＴ−７０００ＲＨを用いて常温
から７００℃あるいは９００℃までの熱膨張係数を測定
した結果を表１に示した。表１には従来の反応焼結炭化
珪素材（ＳｉＣと略記）とダイヤモンドチップ（ダイヤ
と略記）についての測定結果もあわせて示した。
７７ミクロン、８８〜１０５ミクロン、３７〜４４ミク
ロン、１２〜１５ミクロンの４グレード）と炭素源とし
てノボラック型フェノール樹脂を表１に示した配合比率
で総重量が４グラムとなるように秤量し、乳鉢で混合し
たのち、１０００Ｋｇ／ｃｍ2 の成形圧力で金型成形し
た。真空炉中７５０℃で６０分間加熱して脱脂、炭化し
たのち、３×５×５ｍｍの直方体を切り出し、真空炉中
で溶融珪素を浸透させて反応焼結した。炉出し後、過剰
珪素を研削除去して熱膨張係数測定用のテストピースと
した。このテストピースについて、真空理工株式会社製
の高速示差熱分析装置ＤＴ−７０００ＲＨを用いて常温
から７００℃あるいは９００℃までの熱膨張係数を測定
した結果を表１に示した。表１には従来の反応焼結炭化
珪素材（ＳｉＣと略記）とダイヤモンドチップ（ダイヤ
と略記）についての測定結果もあわせて示した。
【表１】
【００２１】表１で最もダイヤモンドチップの熱膨張係
数に近い配合Ｎｏ．６の原料粉を用い、これを総重量２
３グラムとなるように秤量し、乳鉢で混合して１２×１
２×６０ｍｍに金型成形したのち、７５０℃で６０分間
加熱し、脱脂・炭化し、１０×１０×５０ｍｍに加工し
てシャンク基材とした。
数に近い配合Ｎｏ．６の原料粉を用い、これを総重量２
３グラムとなるように秤量し、乳鉢で混合して１２×１
２×６０ｍｍに金型成形したのち、７５０℃で６０分間
加熱し、脱脂・炭化し、１０×１０×５０ｍｍに加工し
てシャンク基材とした。
【００２２】図１において、１はダイヤモンドチップ、
２はシャンク基材、３は金属珪素、４は型枠である。ま
ず、幅１０ｍｍ、高さ１０ｍｍ、長さ５０ｍｍの内寸法
を有する窒化ほう素製の型枠４の内側底面端部に幅２ｍ
ｍ、深さ１ｍｍ、長さ３ｍｍの直方体状の穴を設けてお
き、ここに、あらかじめ結晶方位を考慮して研削加工し
た幅２ｍｍ、高さ１ｍｍ、長さ３ｍｍの単結晶ダイヤモ
ンド１をはめ込む。
２はシャンク基材、３は金属珪素、４は型枠である。ま
ず、幅１０ｍｍ、高さ１０ｍｍ、長さ５０ｍｍの内寸法
を有する窒化ほう素製の型枠４の内側底面端部に幅２ｍ
ｍ、深さ１ｍｍ、長さ３ｍｍの直方体状の穴を設けてお
き、ここに、あらかじめ結晶方位を考慮して研削加工し
た幅２ｍｍ、高さ１ｍｍ、長さ３ｍｍの単結晶ダイヤモ
ンド１をはめ込む。
【００２３】この単結晶ダイヤモンド１に接触するよう
に型枠４に前記シャンク基材２をはめ込み、その上方に
金属珪素３を１２グラム充填した。
に型枠４に前記シャンク基材２をはめ込み、その上方に
金属珪素３を１２グラム充填した。
【００２４】そのまま真空炉中で１５００℃で６０分間
加熱し、金属珪素粉３を溶融させ、これをシャンク基材
２に浸透、反応させて、ダイヤモンド粉粒体を含んでダ
イヤモンドチップに近い熱膨張係数を持った反応焼結炭
化珪素材を生成させた。冷却・脱型後、シャンク部分に
付着している過剰の金属珪素を研削除去し、製品寸法に
加工して、図２に示すダイヤモンドバイト５を製作し
た。
加熱し、金属珪素粉３を溶融させ、これをシャンク基材
２に浸透、反応させて、ダイヤモンド粉粒体を含んでダ
イヤモンドチップに近い熱膨張係数を持った反応焼結炭
化珪素材を生成させた。冷却・脱型後、シャンク部分に
付着している過剰の金属珪素を研削除去し、製品寸法に
加工して、図２に示すダイヤモンドバイト５を製作し
た。
【００２５】得られたダイヤモンドバイトのダイヤモン
ドチップ１とシャンク５との接合面を観察したところ、
クラックはまったく認められなかった。また超音波映像
装置ＡＴ−５０００型により、接合部近傍を観察したが
（水浸法、２５ＭＨｚ）、クラックはまったく認められ
なかった。
ドチップ１とシャンク５との接合面を観察したところ、
クラックはまったく認められなかった。また超音波映像
装置ＡＴ−５０００型により、接合部近傍を観察したが
（水浸法、２５ＭＨｚ）、クラックはまったく認められ
なかった。
【００２６】実施例２ 反応焼結炭化珪素材を生成させる原料粉として＃１５０
０のＳｉＣ粉を７５重量部、＃６０００のＳｉＣ粉を２
５重量部、黒鉛粉を１０重量部、フェノール樹脂を２５
重量部用い、これらを乳鉢で混合した。この原料粉と実
施例１で最もダイヤモンドチップに近い熱膨張係数を示
した配合Ｎｏ．６の原料粉とを重量比で、４：０、３：
１、２：２、１：３、０：４の割合で混合した。（それ
ぞれ順番に配合Ｎｏ．６−０、６−１、６−２、６−
３、６−４（配合Ｎｏ．６−４は配合Ｎｏ．６と同一で
ある）と呼ぶことにする。）配合Ｎｏ．６−０〜６−４
の５種類の原料粉を１０００Ｋｇ／ｃｍ2 の成形圧力で
１２×１２×６０ｍｍの寸法に金型成形し、７５０℃で
６０分間脱脂・炭化し、シャンク基材を得た。
０のＳｉＣ粉を７５重量部、＃６０００のＳｉＣ粉を２
５重量部、黒鉛粉を１０重量部、フェノール樹脂を２５
重量部用い、これらを乳鉢で混合した。この原料粉と実
施例１で最もダイヤモンドチップに近い熱膨張係数を示
した配合Ｎｏ．６の原料粉とを重量比で、４：０、３：
１、２：２、１：３、０：４の割合で混合した。（それ
ぞれ順番に配合Ｎｏ．６−０、６−１、６−２、６−
３、６−４（配合Ｎｏ．６−４は配合Ｎｏ．６と同一で
ある）と呼ぶことにする。）配合Ｎｏ．６−０〜６−４
の５種類の原料粉を１０００Ｋｇ／ｃｍ2 の成形圧力で
１２×１２×６０ｍｍの寸法に金型成形し、７５０℃で
６０分間脱脂・炭化し、シャンク基材を得た。
【００２７】図３に示した幅１０ｍｍ、高さ１０ｍｍ、
長さ７０ｍｍの内寸法を有する窒化ほう素製の型枠４の
内側底面端部に、幅３ｍｍ、高さ１．５ｍｍ、長さ３ｍ
ｍの直方体状の穴を設け、これにあらかじめ結晶方位を
考慮して研削加工した幅３ｍｍ、高さ１．５ｍｍ、長さ
３ｍｍの単結晶ダイヤモンド１をはめ込んだ。
長さ７０ｍｍの内寸法を有する窒化ほう素製の型枠４の
内側底面端部に、幅３ｍｍ、高さ１．５ｍｍ、長さ３ｍ
ｍの直方体状の穴を設け、これにあらかじめ結晶方位を
考慮して研削加工した幅３ｍｍ、高さ１．５ｍｍ、長さ
３ｍｍの単結晶ダイヤモンド１をはめ込んだ。
【００２８】この単結晶ダイヤモンドに接触するよう
に、まず配合Ｎｏ．６−４のシャンク基材２1 を５ｍｍ
の長さ分だけ切り出してはめ込んだ。次に配合Ｎｏ．６
−３のシャンク基材２2 を同様に５ｍｍの長さ分だけ切
り出して最初にはめ込んだ配合Ｎｏ．６−４の基材に接
触するようにはめ込んだ。まったく同じ要領で配合Ｎ
ｏ．６−２、６−１の基材２3 ，２4 も５ｍｍの長さ分
だけ切り出して型枠４にはめ込んだ。最後に配合Ｎｏ．
６−０の基材２5 を１０×１０×５０ｍｍの長さに切り
出して型枠４にはめ込み、その上方に金属珪素粉３を１
２グラム充填した。
に、まず配合Ｎｏ．６−４のシャンク基材２1 を５ｍｍ
の長さ分だけ切り出してはめ込んだ。次に配合Ｎｏ．６
−３のシャンク基材２2 を同様に５ｍｍの長さ分だけ切
り出して最初にはめ込んだ配合Ｎｏ．６−４の基材に接
触するようにはめ込んだ。まったく同じ要領で配合Ｎ
ｏ．６−２、６−１の基材２3 ，２4 も５ｍｍの長さ分
だけ切り出して型枠４にはめ込んだ。最後に配合Ｎｏ．
６−０の基材２5 を１０×１０×５０ｍｍの長さに切り
出して型枠４にはめ込み、その上方に金属珪素粉３を１
２グラム充填した。
【００２９】そのまま真空炉中、１５００℃で６０分間
加熱し、金属珪素粉３を溶融させてシャンク基材２に浸
透・反応させたのち、冷却・脱型し、シャンク部分に付
着している過剰の金属珪素を研削除去し、製品寸法に加
工して、図４に示すダイヤモンドバイト５を製作した。
加熱し、金属珪素粉３を溶融させてシャンク基材２に浸
透・反応させたのち、冷却・脱型し、シャンク部分に付
着している過剰の金属珪素を研削除去し、製品寸法に加
工して、図４に示すダイヤモンドバイト５を製作した。
【００３０】得られたダイヤモンドバイト５は、ダイヤ
モンドチップ１に近い部分の材質がダイヤモンドチップ
に近い熱膨張係数を持った材質（配合ＮＯ．６−４）で
あり、ダイヤモンドチップから遠くなるほど反応焼結炭
化珪素材に近い熱膨張係数を持つ材質に変化する傾斜機
能材料からなるシャンク２をもつものとなった。
モンドチップ１に近い部分の材質がダイヤモンドチップ
に近い熱膨張係数を持った材質（配合ＮＯ．６−４）で
あり、ダイヤモンドチップから遠くなるほど反応焼結炭
化珪素材に近い熱膨張係数を持つ材質に変化する傾斜機
能材料からなるシャンク２をもつものとなった。
【００３１】ダイヤモンドチップ１とシャンク基材２1
の接合面、及びシャンク基材２2 から２5 までの各接合
面を観察したところ、クラックはまったく認められなか
った。本実施例では、シャンク部分を傾斜機能化するこ
とによりシャンクに含まれるダイヤモンドの配合量を少
なくでき、原料費を節約することができただけではな
く、シャンクの硬度も低くなり研削加工も容易となっ
た。
の接合面、及びシャンク基材２2 から２5 までの各接合
面を観察したところ、クラックはまったく認められなか
った。本実施例では、シャンク部分を傾斜機能化するこ
とによりシャンクに含まれるダイヤモンドの配合量を少
なくでき、原料費を節約することができただけではな
く、シャンクの硬度も低くなり研削加工も容易となっ
た。
【００３２】
【発明の効果】本発明にかかるダイヤモンド工具及びそ
の製造方法によれば、軟質被削材（例えばアルミニウ
ム、真鍮、無酸素銅等）の加工でもビビリが生じにく
く、高温下（例えば１３００℃〜１４００℃）における
使用にも十分に耐え、寿命の長いダイヤモンド工具を、
歩留まり良く提供することができる。
の製造方法によれば、軟質被削材（例えばアルミニウ
ム、真鍮、無酸素銅等）の加工でもビビリが生じにく
く、高温下（例えば１３００℃〜１４００℃）における
使用にも十分に耐え、寿命の長いダイヤモンド工具を、
歩留まり良く提供することができる。
【図１】本発明にかかるダイヤモンド工具の製造方法を
示す斜視図である。
示す斜視図である。
【図２】本発明にかかるダイヤモンド工具の斜視図であ
る。
る。
【図３】本発明にかかるダイヤモンド工具の製造方法を
示す斜視図である。
示す斜視図である。
【図４】本発明にかかるダイヤモンド工具の斜視図であ
る。
る。
１ 単結晶ダイヤモンド（ダイヤモンドチップ） ２ 原料層（シャンク基材） ３ 金属珪素粉 ４ 型枠 ５ シャンク（反応焼結後）
Claims (2)
- 【請求項１】 少なくともダイヤモンドチップと接触す
るシャンク部分を、ダイヤモンド粉粒体を配合してダイ
ヤモンドチップの熱膨張係数に近い熱膨張係数を有する
反応焼結炭化珪素材で形成したことを特徴とするダイヤ
モンド工具。 - 【請求項２】 ダイヤモンド粉粒体と炭素源を配合した
原料層（粉末層または成形体）にダイヤモンドチップを
接触させ、該層の表面に金属珪素粉を配したのち、真空
中または非酸化性雰囲気中で加熱し、反応焼結させるこ
とによって、ダイヤモンドチップの熱膨張係数に近い熱
膨張係数を有する反応焼結炭化珪素材を、少なくともダ
イヤモンドチップと接触するシャンク部分に生成させる
ことを特徴とするダイヤモンド工具の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3141478A JPH06155112A (ja) | 1991-05-17 | 1991-05-17 | ダイヤモンド工具及びその製造方法 |
| US07/772,241 US5209613A (en) | 1991-05-17 | 1991-10-07 | Diamond tool and method of producing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3141478A JPH06155112A (ja) | 1991-05-17 | 1991-05-17 | ダイヤモンド工具及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06155112A true JPH06155112A (ja) | 1994-06-03 |
Family
ID=15292826
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3141478A Pending JPH06155112A (ja) | 1991-05-17 | 1991-05-17 | ダイヤモンド工具及びその製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5209613A (ja) |
| JP (1) | JPH06155112A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006334732A (ja) * | 2005-06-02 | 2006-12-14 | Konica Minolta Opto Inc | 切削工具、切削加工方法、切削加工装置、光学素子成形用金型、光学素子及び光学素子成形用金型の切削加工方法 |
| WO2015166731A1 (ja) * | 2014-04-30 | 2015-11-05 | 住友電気工業株式会社 | 複合焼結体 |
| JP2019019052A (ja) * | 2018-08-23 | 2019-02-07 | 住友電気工業株式会社 | 複合焼結体 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69434085T2 (de) * | 1993-09-24 | 2005-10-13 | The Ishizuka Research Institute Ltd., Hiratsuka | Kompositmaterial und verfahren zu dessen herstellung |
| US6072324A (en) * | 1996-03-19 | 2000-06-06 | Micron Technology, Inc. | Method for testing semiconductor packages using oxide penetrating test contacts |
| US6425716B1 (en) | 2000-04-13 | 2002-07-30 | Harold D. Cook | Heavy metal burr tool |
| US20050241239A1 (en) * | 2004-04-30 | 2005-11-03 | Chien-Min Sung | Abrasive composite tools having compositional gradients and associated methods |
| JP2017094467A (ja) * | 2015-11-26 | 2017-06-01 | 住友電工ハードメタル株式会社 | 回転工具 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4241135A (en) * | 1979-02-09 | 1980-12-23 | General Electric Company | Polycrystalline diamond body/silicon carbide substrate composite |
| JPS57175775A (en) * | 1981-04-20 | 1982-10-28 | Showa Denko Kk | Diamond sintered body |
| US4504284A (en) * | 1981-07-24 | 1985-03-12 | General Electric Company | Indexable composite cutting insert having corner cutting edges |
| IE58714B1 (en) * | 1985-06-07 | 1993-11-03 | De Beers Ind Diamond | Thermally stable diamond abrasive compact body |
| US5011515B1 (en) * | 1989-08-07 | 1999-07-06 | Robert H Frushour | Composite polycrystalline diamond compact with improved impact resistance |
| JPH03149107A (ja) * | 1989-11-02 | 1991-06-25 | Nippon Seratetsuku:Kk | ダイヤモンド埋込み工具及びその製造方法 |
-
1991
- 1991-05-17 JP JP3141478A patent/JPH06155112A/ja active Pending
- 1991-10-07 US US07/772,241 patent/US5209613A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006334732A (ja) * | 2005-06-02 | 2006-12-14 | Konica Minolta Opto Inc | 切削工具、切削加工方法、切削加工装置、光学素子成形用金型、光学素子及び光学素子成形用金型の切削加工方法 |
| WO2015166731A1 (ja) * | 2014-04-30 | 2015-11-05 | 住友電気工業株式会社 | 複合焼結体 |
| JP2015209369A (ja) * | 2014-04-30 | 2015-11-24 | 住友電気工業株式会社 | 複合焼結体 |
| US9950960B2 (en) | 2014-04-30 | 2018-04-24 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Composite sintered body |
| JP2019019052A (ja) * | 2018-08-23 | 2019-02-07 | 住友電気工業株式会社 | 複合焼結体 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5209613A (en) | 1993-05-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102149655B (zh) | 铝-金刚石类复合体的制备方法 | |
| JP4275862B2 (ja) | ダイヤモンド複合体の製法 | |
| CN1216830C (zh) | 碳化硅复合物材料及其制备方法 | |
| EP1561737B1 (en) | Silicon carbide matrix composite material, process for producing the same and process for producing part of silicon carbide matrix composite material | |
| CN101434827A (zh) | 一种含陶瓷颗粒的磨料及其制备方法和应用 | |
| EP1019338B1 (en) | A method for producing abrasive grains and the abrasive grains produced by this method | |
| JP5692845B2 (ja) | 高剛性セラミックス材料およびその製造方法 | |
| JPS6128627B2 (ja) | ||
| JPH06155112A (ja) | ダイヤモンド工具及びその製造方法 | |
| TWI297002B (ja) | ||
| JPH0777986B2 (ja) | 炭化珪素質焼結体の製法 | |
| JP4913468B2 (ja) | 炭化珪素系研磨プレートおよび半導体ウェーハの研磨方法 | |
| JP3970394B2 (ja) | 炭化珪素質焼結体の製造方法 | |
| JP4612608B2 (ja) | シリコン／炭化ケイ素複合材料の製造方法 | |
| JP3890915B2 (ja) | 快削性セラミックスとその製造方法 | |
| US6042627A (en) | Aluminum-boron-carbon abrasive article and method to form said article | |
| JP2002283244A (ja) | 仕上げ用砥石及びその製造方法 | |
| JPS63100055A (ja) | 高靭性を有するアルミナ基セラミックス製切削工具 | |
| JPH03149107A (ja) | ダイヤモンド埋込み工具及びその製造方法 | |
| JP3910850B2 (ja) | 導電性砥石及びその製造方法 | |
| CN115771109A (zh) | 一种原位反应制备新型铝基陶瓷复合结合剂碳化硅减薄砂轮的方法 | |
| JPH01108178A (ja) | セラミック三次元網目構造体の製造方法 | |
| JPWO2006080423A1 (ja) | モニターウェハ及びウェハのモニター方法 | |
| JPH09268070A (ja) | セラミックス焼結体の製造方法 | |
| JPS61163166A (ja) | 炭化ケイ素複合焼結体の製造方法 |