JPH06170435A - Diamond drawing die and manufacture thereof - Google Patents

Diamond drawing die and manufacture thereof

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Publication number
JPH06170435A
JPH06170435A JP21132693A JP21132693A JPH06170435A JP H06170435 A JPH06170435 A JP H06170435A JP 21132693 A JP21132693 A JP 21132693A JP 21132693 A JP21132693 A JP 21132693A JP H06170435 A JPH06170435 A JP H06170435A
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JP
Japan
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diamond
vapor phase
drawing die
layer
substrate
Prior art date
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Pending
Application number
JP21132693A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshiya Takahashi
利也 高橋
Akihiko Ikegaya
明彦 池ケ谷
Keiichiro Tanabe
敬一朗 田辺
Naoharu Fujimori
直治 藤森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication of JPH06170435A publication Critical patent/JPH06170435A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21CMANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C3/00Profiling tools for metal drawing; Combinations of dies and mandrels
    • B21C3/02Dies; Selection of material therefor; Cleaning thereof
    • B21C3/025Dies; Selection of material therefor; Cleaning thereof comprising diamond parts

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Metal Extraction Processes (AREA)

Abstract

PURPOSE:To make strength, wear resistance and heat resistance excellent by containing vapor phase synthetic diamonds which are precipitated by vapor phase synthesis and having the finest structure in a part where is brought into contact with a wire to be drawn in the vapor phase synthetic diamond. CONSTITUTION:This die is a diamond drawing die 9 containing the diamonds which are provided so as to be brought into contact with the wire to be drawn. The diamonds include the vapor phase synthetic diamonds 7 which are precipitated by vapor phase synthesis and the vapor phase synthetic diamonds have the finest structure in the part where is brought into contact with the wire to be drawn. The diamond drawing die 9 which is obtained in such a manner is excellent in strength, wear resistance and heat resistance. Thus as the diamonds in the center part of the diamond drawing die are synthesized by vapor phase synthesis method, the cost of production is minimized as compared to the case of using a natural diamond and the useful life is longer.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ダイヤモンド線引きダ
イスに関し、特に、気相合成法により合成されるダイヤ
モンドを含むダイヤモンド線引きダイスおよびその製造
方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a diamond wire drawing die, and more particularly to a diamond wire drawing die containing diamond synthesized by a vapor phase synthesis method and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】ダイスは、金属線等の伸線に用いられる
工具であり、一般に、次のような特性を具備しなければ
ならない。
2. Description of the Related Art A die is a tool used for wire drawing of metal wires and the like, and generally must have the following characteristics.

【0003】・線引き強度に耐える強度を有すること。 ・耐摩耗性が優れていること。Have the strength to withstand the drawing strength. -It has excellent wear resistance.

【0004】・適切な構造と形状に加工が可能で、内面
は最高に仕上げられること。ダイヤモンドは、このよう
な諸条件を有する優れたダイス素材である。
It can be processed into a suitable structure and shape, and the inner surface can be finished to the maximum. Diamond is an excellent die material having these conditions.

【0005】従来、ダイヤモンド線引きダイスの中心部
としては、天然ダイヤモンドや、ダイヤモンド焼結体が
用いられている。
Conventionally, natural diamond or a diamond sintered body has been used as the center of a diamond drawing die.

【0006】図4は、従来のダイヤモンド線引きダイス
の中心部の穴部の内部構造を示す概略的な断面図であ
る。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the internal structure of the hole at the center of a conventional diamond drawing die.

【0007】図4を参照して、このダイヤモンド線引き
ダイスの中心部14の穴部15の内部構造は、導入部1
6、絞り部17、および、出口部18から構成される。
Referring to FIG. 4, the internal structure of the hole portion 15 of the center portion 14 of this diamond wire drawing die is as follows.
6, the throttle unit 17, and the outlet unit 18.

【0008】導入部16は、エントランス部またはベル
部と呼ばれる部分19と、アプローチ部20とからな
る。エントランス部またはベル部と呼ばれる部分19
は、線引きされるべき線21の導入部であり、また、潤
滑材の流入を容易にするために設けられる。アプローチ
部20は、線引きされるべき線21の振動を止め姿勢を
整え、また、潤滑材の流入を容易にするために設けられ
る。
The introduction part 16 comprises a part 19 called an entrance part or a bell part, and an approach part 20. Part 19 called the entrance section or bell section
Is an introduction portion of the wire 21 to be drawn and is provided to facilitate the inflow of the lubricant. The approach portion 20 is provided to stop the vibration of the wire 21 to be drawn, adjust the posture, and facilitate the inflow of the lubricant.

【0009】絞り部17は、リダクション部22と、ベ
アリング部23とからなる。リダクション部22は、線
引きされるべき線21を絞る部分であり、ダイヤモンド
線引きダイスの性能と、線引きされた線の品質を決定す
る重要な部分である。ベアリング部23は、線引きされ
るべき線21の線径を決定したり、線引き後の線の表面
粗さを左右する部分である。
The throttle portion 17 is composed of a reduction portion 22 and a bearing portion 23. The reduction portion 22 is a portion that narrows the wire 21 to be drawn, and is an important portion that determines the performance of the diamond drawing die and the quality of the drawn wire. The bearing portion 23 is a portion that determines the diameter of the wire 21 to be drawn and affects the surface roughness of the drawn wire.

【0010】出口部18は、バックリリーフ部24と、
エクジット部25とからなる。バックリリーフ部24
は、線引きされるべき線21の線引き時のベアリング部
23を補強する部分である。エクジット部25は、口出
し作業(線引き前の線21の先端を細くしてダイスに通
す作業)のガイド的役割をする。
The outlet portion 18 has a back relief portion 24,
And an exit section 25. Back relief 24
Is a portion that reinforces the bearing portion 23 when the wire 21 to be drawn is drawn. The exit part 25 plays a role of a guide work (a work of narrowing the tip of the wire 21 before drawing and passing it through a die).

【0011】図4を参照して、以下に、線引きされるべ
き線21の線引き作業の工程について説明する。
With reference to FIG. 4, the process of drawing the line 21 to be drawn will be described below.

【0012】まず、線引きされるべき線21は、導入部
16に通される。次に線引きされるべき線21は、絞り
部17と接触し、所望の形状、線径、表面の粗さを有す
る線に塑性加工され、出口部18より引抜かれる。
First, the wire 21 to be drawn is passed through the introduction part 16. The wire 21 to be drawn next comes into contact with the narrowed portion 17, is plastically worked into a wire having a desired shape, wire diameter, and surface roughness, and is drawn out from the outlet 18.

【0013】線引きされるべき線21は、この線引き作
業の工程により、線径を小さくしていくとともに、線の
引張強さ等の物理的特性を高められたり、線表面の面の
粗さが向上されたりする。
In the wire 21 to be drawn, the wire diameter can be reduced and the physical properties such as the tensile strength of the wire can be improved and the surface roughness of the wire surface can be reduced by this drawing process. It will be improved.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】しかし、天然ダイヤモ
ンドは、高価である上に、結晶の大きさに限界があり、
劈開しやすく、割れやすいという欠点をもっている。
However, natural diamond is expensive and its crystal size is limited.
It has the drawback that it is easily cleaved and easily cracked.

【0015】また、ダイヤモンド焼結体は、天然ダイヤ
モンドが有する欠点を克服しているものの、結合助材を
含んでいるために、耐摩耗性や耐熱性に問題がある。
Further, although the diamond sintered body overcomes the drawbacks of natural diamond, it has a problem in wear resistance and heat resistance because it contains a binding aid.

【0016】たとえば、タングステンやモリブデンを線
引きするときは、引抜き加工性をよくするために、タン
グステンやモリブデンは、高温で引抜かれることが多
い。しかしながら、温度を上げすぎると、ダイヤモンド
焼結体は、結合助材を含んでいるために、耐熱性が低
く、ダイスの中心部として、ダイヤモンド焼結体が用い
られているダイヤモンド線引きダイスでは、ダイスの寿
命が著しく低下することが知られている。
For example, when drawing tungsten or molybdenum, tungsten or molybdenum is often drawn at a high temperature in order to improve the drawing workability. However, if the temperature is raised too high, the diamond sintered body has a low heat resistance because it contains a binding aid, and the diamond wire drawing die in which the diamond sintered body is used as the center of the die has a die It is known that the service life of the

【0017】最近では、気相合成法によってダイヤモン
ドを合成することができるようになってきており、その
特質を生かした応用製品の開発が活発である。しかし、
線引きダイスに関しては、気相合成ダイヤモンドの適用
が本格的に行なわれていないのが現状である。
Recently, it has become possible to synthesize diamond by a vapor phase synthesis method, and development of applied products making the best use of its characteristics is active. But,
With regard to wire drawing dies, the current situation is that vapor phase synthetic diamond has not been applied in earnest.

【0018】気相合成法により合成されるダイヤモンド
を線引きダイスへ応用するとき、一般的には、基板上に
単純に気相合成したダイヤモンドをそのまま使用するこ
とを思いつく。
When the diamond synthesized by the vapor phase synthesis method is applied to a drawing die, it is generally conceived to simply use the vapor phase synthesized diamond on the substrate as it is.

【0019】ダイヤモンド線引きダイスの中心部とし
て、この方法により製造される気相合成ダイヤモンドが
用いられているダイヤモンド線引きダイスでも、使用で
きる範囲は広い。
The diamond wire drawing die using the vapor phase synthetic diamond produced by this method as the central portion of the diamond wire drawing die can be used in a wide range.

【0020】しかし、気相合成ダイヤモンドが柱状に成
長することを考えると、ダイスの絞り部分が比較的粒径
の大きな柱状組織で構成されることになる。このため、
単結晶ダイヤモンド同様に劈開しやすくなったり、強度
的な問題が生じたり、またダイヤ粒が脱落しやすくなっ
てしまう。
However, considering that the vapor-phase synthetic diamond grows in a columnar shape, the narrowed portion of the die has a columnar structure with a relatively large grain size. For this reason,
Like single-crystal diamond, it is likely to be cleaved, has a problem in strength, and is likely to drop diamond grains.

【0021】本発明は、以上のような問題を解決するた
めになされたものであって、強度、耐熱性、耐摩耗性に
優れ、かつ安価なダイヤモンド線引きダイスおよびその
ようなダイヤモンド線引きダイスの製造方法を提供する
ことを目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and is excellent in strength, heat resistance and abrasion resistance, and is inexpensive, and a diamond wire drawing die and the manufacture of such a diamond wire drawing die. The purpose is to provide a method.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上述の問
題点を解決するために鋭意検討した結果、一旦基板上に
気相合成したダイヤモンドの基板を除去した後、そのダ
イヤモンド板を基板として、最初の合成とは逆方向にダ
イヤモンドを合成することにより、線引きダイスに適し
た構造となることを見出し、本発明を完成するに至っ
た。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies for solving the above-mentioned problems, the present inventors have found that after the substrate of vapor phase synthesized diamond is removed on the substrate, the diamond plate is used as a substrate. As a result, they have found that a structure suitable for a wire drawing die can be obtained by synthesizing diamond in the direction opposite to the first synthesis, and have completed the present invention.

【0023】また、気相合成ダイヤモンドの組織制御
は、気相合成条件によって、ある程度は組織制御するこ
とができるが、ダイヤモンドとしての機械的性質を有し
たまま、粒径の微細な均一組織を実現することは、極め
て困難である。
The structure of the vapor phase synthetic diamond can be controlled to some extent depending on the conditions of the vapor phase synthesis, but a fine grain size uniform structure is realized while maintaining the mechanical properties of diamond. This is extremely difficult to do.

【0024】しかしながら、ダイヤモンドを気相合成法
により基板上に成長させる場合、まず微小な核が発生
し、それが成長して、膜状になる。そして、この初期の
ダイヤモンド粒径は、基板の処理条件や、気相合成条件
によって大きく左右されるが、0.5μm以下にするこ
とが可能である。
However, when diamond is grown on the substrate by the vapor phase synthesis method, first, minute nuclei are generated, which grow to form a film. The initial diamond grain size can be set to 0.5 μm or less, though it depends largely on the substrate processing conditions and the vapor phase synthesis conditions.

【0025】本発明者らは、この粒径の小さな領域が、
線引きされるべき線に接触するようにダイヤモンド線引
きダイスを構成すれば、高い性能が期待できることを見
出し、本発明を完成するに至った。
The present inventors have found that this small particle size region is
It has been found that high performance can be expected if the diamond wire drawing die is configured so as to come into contact with the wire to be drawn, and the present invention has been completed.

【0026】本願発明のダイヤモンド線引きダイスは、
線引きされるべき線に接触するように設けられるダイヤ
モンドを含むダイヤモンド線引きダイスであって、ダイ
ヤモンドは気相合成によって析出される気相合成ダイヤ
モンドを含み、気相合成ダイヤモンドは、線引きされる
べき線に接触する部分が最も微細な構造を有することを
特徴とする。
The diamond wire drawing die of the present invention is
A diamond drawing die comprising diamond provided in contact with a wire to be drawn, the diamond comprising vapor phase synthetic diamond deposited by vapor phase synthesis, the vapor phase synthetic diamond being It is characterized in that the contact portion has the finest structure.

【0027】本願発明のダイヤモンド線引きダイスは、
好ましくは、線引きされるべき線に接触する部分の気相
合成ダイヤモンドの平均粒径が、30μm以下であるこ
とを特徴とする。
The diamond wire drawing die of the present invention is
Preferably, the average grain size of the vapor-phase synthetic diamond in the portion in contact with the line to be drawn is 30 μm or less.

【0028】本願発明のダイヤモンド線引きダイスの製
造方法は、基板上に気相合成法により第1のダイヤモン
ド多結晶体層を形成する工程と、基板を除去する工程
と、第1のダイヤモンド多結晶体層の、基板を基板除去
工程により除去した側の面上に、気相合成法により第2
のダイヤモンド多結晶体層を形成する工程と、第1のダ
イヤモンド多結晶体層と第2のダイヤモンド多結晶体層
との接合面に交差する方向に、第1のダイヤモンド多結
晶体層と第2のダイヤモンド多結晶体層とを貫通する穴
部を形成する工程とを備える。
The method for manufacturing a diamond wire drawing die of the present invention comprises a step of forming a first diamond polycrystal layer on a substrate by a vapor phase synthesis method, a step of removing the substrate, and a first diamond polycrystal body. A second layer is formed on the surface of the layer on the side where the substrate is removed by the substrate removing step by a vapor phase synthesis method.
The step of forming the diamond polycrystal body layer, and the first diamond polycrystal body layer and the second diamond polycrystal body layer in the direction intersecting the bonding surface between the first diamond polycrystal body layer and the second diamond polycrystal body layer. And a step of forming a hole penetrating the diamond polycrystalline layer.

【0029】本願発明のダイヤモンド線引きダイスの製
造方法は、基板上に気相合成法により第1のダイヤモン
ド多結晶体層を形成する工程と、基板を除去する工程
と、第1のダイヤモンド多結晶体層の、基板を基板除去
工程により除去した側の面上に、気相合成法により第2
のダイヤモンド多結晶体層を形成する工程と、第1のダ
イヤモンド多結晶体層と第2のダイヤモンド多結晶体層
との接合面方向に、該接合面を中心面として、第1のダ
イヤモンド多結晶体層と第2のダイヤモンド多結晶体層
とにまたがる貫通孔を形成する工程とを備える。
A method for manufacturing a diamond wire drawing die according to the present invention comprises a step of forming a first diamond polycrystal layer on a substrate by a vapor phase synthesis method, a step of removing the substrate, and a first diamond polycrystal body. A second layer is formed on the surface of the layer on the side where the substrate is removed by the substrate removing step by a vapor phase synthesis method.
The step of forming the diamond polycrystal layer, and the first diamond polycrystal with the joint surface as a center plane in the joint surface direction between the first diamond polycrystal layer and the second diamond polycrystal layer. Forming a through hole extending over the body layer and the second polycrystalline diamond layer.

【0030】[0030]

【作用】本願発明のダイヤモンド線引きダイスは、線引
きされるべき線に接触するように設けられるダイヤモン
ドが気相合成によって析出される気相合成ダイヤモンド
を含んでいる。この気相合成ダイヤモンドは、緻密で、
しかもダイヤモンドからなるため、結合助材を含む焼結
ダイヤモンドに比べて耐摩耗性および耐熱性により優
れ、しかも欠損が生じにくい。
The diamond wire drawing die of the present invention contains a vapor phase synthetic diamond in which a diamond provided so as to contact a wire to be drawn is deposited by vapor phase synthesis. This vapor-phase synthetic diamond is
Moreover, since it is made of diamond, it is superior in wear resistance and heat resistance as compared with sintered diamond containing a binding aid, and is less likely to be damaged.

【0031】すなわち、気相合成ダイヤモンドは、結合
助材を含まないダイヤモンドであるため、天然ダイヤモ
ンドに近い熱伝導率を実現できるので、ダイヤモンド焼
結体よりも耐熱性に優れている。このため、気相合成ダ
イヤモンドは、線引きダイス用素材として適している。
That is, since the vapor-phase synthetic diamond is a diamond containing no binding aid, it can achieve a thermal conductivity close to that of natural diamond, and is therefore superior in heat resistance to a diamond sintered body. Therefore, vapor phase synthetic diamond is suitable as a material for wire drawing dies.

【0032】また、気相合成ダイヤモンドは、成長初期
は、微細な粒径を有するが、成長するに従って、その粒
径は大きくなる傾向にある。そして、本願発明によれ
ば、気相合成ダイヤモンドは、線引きされるべき線に接
触する部分が、最も微細な構造を有するように構成され
ている。
Further, vapor phase synthetic diamond has a fine grain size at the initial stage of growth, but the grain size tends to increase as it grows. Further, according to the present invention, the vapor phase synthetic diamond is configured such that the portion in contact with the wire to be drawn has the finest structure.

【0033】しかしながら、線引きされるべき線に接触
する部分は、線引きされるべき線の太さにより、その接
触する部分の領域が変動する。
However, the area of the part that contacts the line to be drawn varies depending on the thickness of the line to be drawn.

【0034】また、線引きされるべき線に接触する部分
のダイヤモンドの粒径は、ダイヤモンドの合成条件によ
っても異なってくる。
Further, the grain size of diamond at the portion in contact with the line to be drawn also differs depending on the diamond synthesis conditions.

【0035】本願発明者らは、線引きされるべき線に接
触する部分のダイヤモンドの粒径は、小さい程好まし
く、線引きされるべき線に接触する部分の気相合成ダイ
ヤモンドの平均粒径が、30μm以下のときに、線引き
ダイスとして、優れた性能を発揮することを知見した。
また、ダイヤモンド焼結体が用いられているダイヤモン
ド線引きダイス以上の性能を発揮するためには、線引き
されるべき線に接触する部分の気相合成ダイヤモンドの
平均粒径が、10μm以下である方がなお好ましいとい
うことを知見した。
The inventors of the present invention have preferred that the particle size of diamond in the portion in contact with the line to be drawn is smaller, and the average particle size of the vapor phase synthetic diamond in the part in contact with the line to be drawn is 30 μm. In the following cases, it was found that the wire drawing die exhibits excellent performance.
Further, in order to exhibit the performance superior to that of the diamond drawing die in which the diamond sintered body is used, it is preferable that the average particle size of the vapor phase synthetic diamond in the portion in contact with the wire to be drawn is 10 μm or less. We have found that it is preferable.

【0036】また、ダイヤモンドを気相合成すると、基
板上に形成されるダイヤモンドは、基板からの成長初期
においては、微細な結晶構造を有し、成長するにしたが
って柱状に発達して粒径が大きくなる傾向にある。本願
発明のダイヤモンド線引きダイスは、その製造方法にお
いて、基板上に気相合成法により第1のダイヤモンド多
結晶体層を形成した後、基板を除去し、第1のダイヤモ
ンド多結晶体層の、基板を除去した側の面上にさらに、
気相合成法により第2のダイヤモンド多結晶体層を形成
する。したがって、この第1のダイヤモンド多結晶体層
と第2のダイヤモンド多結晶体層とは、その接合面を中
心に、微細な結晶構造のダイヤモンドが多く配向されて
いる。
When diamond is vapor-phase-synthesized, the diamond formed on the substrate has a fine crystal structure at the initial growth stage from the substrate and grows into a columnar shape as it grows to have a large grain size. Tends to become. The diamond wire drawing die of the present invention is a manufacturing method thereof, wherein after forming a first diamond polycrystal layer on a substrate by a vapor phase synthesis method, the substrate is removed and a substrate of the first diamond polycrystal layer is formed. On the surface of the side where
A second diamond polycrystal layer is formed by the vapor phase synthesis method. Therefore, in the first diamond polycrystal layer and the second diamond polycrystal layer, many diamonds having a fine crystal structure are oriented around the bonding surface.

【0037】本願発明によれば、第2のダイヤモンド多
結晶体層の成長を、第1のダイヤモンド多結晶体層の成
長初期側の面上に行なうため、第2のダイヤモンド多結
晶体層は、第1のダイヤモンド多結晶体層の最も微細な
微粒子結晶粒の表面の核発生位置に優先的に核発生が起
こる。このため、第2のダイヤモンド多結晶体層も、微
細な結晶粒から成長が始まることとなる。したがって、
この第1のダイヤモンド多結晶体層と第2のダイヤモン
ド多結晶体層とは、その接合面付近が、微細な結晶構造
のダイヤモンドで構成されることになる。そして、ダイ
ヤモンドの上にダイヤモンドを成長させるため、異種の
中間層を挟む場合よりも、この接合面の結合力は大き
い。
According to the present invention, since the growth of the second diamond polycrystal layer is performed on the surface of the first diamond polycrystal layer on the initial growth side, the second diamond polycrystal layer is Nucleation occurs preferentially at the nucleation position on the surface of the finest fine grain crystal grains of the first diamond polycrystalline layer. Therefore, the second diamond polycrystal layer also starts to grow from fine crystal grains. Therefore,
The first polycrystal diamond layer and the second polycrystal diamond layer are composed of diamond having a fine crystal structure in the vicinity of the bonding surface. Since the diamond is grown on the diamond, the bonding force of this bonding surface is larger than that in the case of sandwiching different kinds of intermediate layers.

【0038】そして、本願発明のダイヤモンド線引きダ
イスは、第1のダイヤモンド多結晶体層と第2のダイヤ
モンド多結晶体層の接合面を中心に、微細な結晶構造の
ダイヤモンドが多く生成されている部分が、絞り部の線
引きされるべき線に接触する部分を形成するように穴部
を形成した結果、硬く、かつ、劈開割れが生じにくく、
その結果、剥離したダイヤモンド自体による引掻き摩耗
も生じにくく、したがって、耐摩耗性に優れる。
In the diamond wire drawing die of the present invention, a large amount of diamond having a fine crystal structure is formed around the joint surface between the first polycrystalline diamond layer and the second polycrystalline diamond layer. However, as a result of forming the hole portion so as to form a portion that contacts the line to be drawn of the narrowed portion, it is hard, and cleavage cracks are less likely to occur,
As a result, scratching wear due to the peeled diamond itself is unlikely to occur, and therefore the wear resistance is excellent.

【0039】[0039]

【実施例】【Example】

実施例1〜2および比較例1〜2 実施例1 図1は、本願発明のダイヤモンド線引きダイスの製造方
法の一実施例を模式的に示す工程図である。なお、図1
中、各々のステップ(101)〜(105)に示される
断面図は、本願発明に用いる気相合成ダイヤモンドの結
晶構造を模式的に示しており、それぞれの断面図中、線
密度の濃い部分および線の長さの短い部分ほど、微細な
結晶構造であることを示す。
Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 Example 1 FIG. 1 is a process diagram schematically showing an example of a method for manufacturing a diamond wire drawing die of the present invention. Note that FIG.
In each of the steps (101) to (105), the cross-sectional view schematically shows the crystal structure of the vapor-phase synthetic diamond used in the present invention. The shorter the line length, the finer the crystal structure.

【0040】図1を参照して、本願発明のダイヤモンド
線引きダイスの製造方法について説明する。
With reference to FIG. 1, a method of manufacturing the diamond wire drawing die of the present invention will be described.

【0041】ステップ(101)において、基板1上に
気相合成法により、第1のダイヤモンド多結晶体層2を
形成した。第1のダイヤモンド多結晶体層2は、熱フィ
ラメントCVD法により、基板1として、Si基板を用
い、この基板上に、500μmの膜厚で合成した。な
お、合成は、以下の条件で行なった。
In step (101), the first diamond polycrystal layer 2 was formed on the substrate 1 by the vapor phase synthesis method. The first diamond polycrystalline layer 2 was synthesized by the hot filament CVD method using a Si substrate as the substrate 1 and having a film thickness of 500 μm on this substrate. The synthesis was performed under the following conditions.

【0042】[0042]

【表1】 [Table 1]

【0043】ステップ(102)において、基板1を除
去した。第1のダイヤモンド多結晶体層2が形成された
Si基板を弗硝酸中に浸漬し、Si基板を溶解除去し
た。
In step (102), the substrate 1 was removed. The Si substrate on which the first diamond polycrystalline layer 2 was formed was immersed in hydrofluoric nitric acid to dissolve and remove the Si substrate.

【0044】ステップ(103)において、第1のダイ
ヤモンド多結晶体層2の基板1を除去した面3側に、気
相合成法により、第2のダイヤモンド多結晶体層4を合
成し、積層体5を形成した。第2のダイヤモンド多結晶
体層4は、熱フィラメントCVD法により、面3側に、
500μmの膜厚で合成した。なお、合成は、第1のダ
イヤモンド多結晶層2を形成するのと同じ条件で行なっ
た。
In step (103), a second diamond polycrystal layer 4 is synthesized on the surface 3 side of the first diamond polycrystal layer 2 from which the substrate 1 has been removed by a vapor phase synthesis method to form a laminated body. 5 was formed. The second diamond polycrystalline layer 4 is formed on the surface 3 side by the hot filament CVD method.
It was synthesized with a film thickness of 500 μm. The synthesis was performed under the same conditions as those for forming the first diamond polycrystalline layer 2.

【0045】ステップ(104)において、積層体5を
第1のダイヤモンド多結晶体層2と、第2のダイヤモン
ド多結晶体層4との接合面6が横方向になるように、所
望の形状、大きさに、中心部7を形成した。この中心部
7の加工には、レーザ加工法、研削加工法を用いた。
In step (104), the laminated body 5 is formed into a desired shape so that the bonding surface 6 between the first polycrystalline diamond layer 2 and the second polycrystalline diamond layer 4 is lateral. The central portion 7 was formed in the size. A laser processing method and a grinding processing method were used for processing the central portion 7.

【0046】ステップ(105)において、中心部7に
穴部8を形成した、中心部7に、レーザ加工、超音波加
工を施して、第1のダイヤモンド多結晶体層2と第2の
ダイヤモンド多結晶体層4との接合面に交差する方向に
第1のダイヤモンド多結晶体層2と第2のダイヤモンド
多結晶体層4とを貫通する穴部8を形成した。
In step (105), the hole portion 8 is formed in the central portion 7, and the central portion 7 is subjected to laser processing and ultrasonic processing to obtain the first diamond polycrystalline layer 2 and the second diamond polycrystalline layer 2. A hole 8 penetrating the first diamond polycrystal layer 2 and the second diamond polycrystal layer 4 was formed in a direction intersecting the bonding surface with the crystal layer 4.

【0047】以上の工程により形成されるダイヤモンド
線引きダイスの中心部7は、図1より明らかなように、
気相合成法により合成されるダイヤモンドであって、ダ
イヤモンドに貫通して設けられる穴部8の絞り部8Sの
表面側が、最も微細な構造を有する。
The central portion 7 of the diamond drawing die formed by the above steps is as shown in FIG.
In the diamond synthesized by the vapor phase synthesis method, the surface side of the narrowed portion 8S of the hole portion 8 penetrating the diamond has the finest structure.

【0048】次に、穴部8を有する中心部7を用い、図
2にその断面を示すダイヤモンド線引きダイスを作成し
た。
Next, using the center portion 7 having the hole portion 8, a diamond wire drawing die whose cross section is shown in FIG. 2 was prepared.

【0049】図2を参照して、このダイヤモンド線引き
ダイス9は、中心部7と、補強マウント部10と、ケー
ス11を含み、中心部7は、補強マウント部10に固着
され、補強マウント部10は、ケース11にろう付けさ
れ収容される。
Referring to FIG. 2, the diamond wire drawing die 9 includes a central portion 7, a reinforcing mount portion 10 and a case 11. The central portion 7 is fixed to the reinforcing mount portion 10, and the reinforcing mount portion 10 is provided. Are brazed and housed in the case 11.

【0050】なお、このダイヤモンド線引きダイス9の
規格を表2に示す。
Table 2 shows the standard of the diamond wire drawing die 9.

【0051】[0051]

【表2】 [Table 2]

【0052】実施例2 図3は、本願発明のダイヤモンド線引きダイスの製造方
法の一実施例を模式的に示す工程図である。
Embodiment 2 FIG. 3 is a process drawing schematically showing one embodiment of a method for manufacturing a diamond wire drawing die of the present invention.

【0053】図3を参照して、本願発明のダイヤモンド
線引きダイスの製造方法について説明する。なお、図3
にその工程を示す実施例2は、以下の点を除けば、図1
にその工程を示す実施例1と同様であるので相当する工
程については、同一の参照符号を付して、その説明を省
略する。
A method of manufacturing the diamond wire drawing die of the present invention will be described with reference to FIG. Note that FIG.
Example 2 in which the steps are shown in FIG.
Since the steps are the same as those in the first embodiment, the corresponding steps will be designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

【0054】図3に、その工程を示す実施例2が、図1
にその工程を示す実施例1と異なっている点は、ステッ
プ(204)において、積層体5を第1のダイヤモンド
多結晶体層2と、第2のダイヤモンド多結晶体層4との
接合面6が縦方向になるように所望の形状、大きさに、
中心部12を形成している点である。
FIG. 3 shows a second embodiment showing the process, as shown in FIG.
The difference from Example 1 in which the process is shown in FIG. To the desired shape and size so that
This is the point forming the central portion 12.

【0055】そして、ステップ(205)において、中
心部12に、穴部13を形成する際に、積層体5の第1
のダイヤモンド多結晶体層2と、第2のダイヤモンド多
結晶体層4との接合面方向に、接合面を中心面として、
第1のダイヤモンド多結晶体層2と、第2のダイヤモン
ド多結晶体層4とにまたがる貫通孔を形成して、穴部1
3を形成している点である。
Then, in step (205), when the hole 13 is formed in the central portion 12, the first layer of the laminated body 5 is formed.
In the direction of the joint surface between the polycrystalline diamond layer 2 of diamond and the second polycrystalline diamond layer 4,
A through hole extending over the first diamond polycrystal layer 2 and the second diamond polycrystal layer 4 is formed to form the hole portion 1
This is the point where 3 is formed.

【0056】以上の工程により形成されるダイヤモンド
線引きダイスの中心部12は、図3より明らかなよう
に、気相合成法により合成されるダイヤモンドであっ
て、ダイヤモンドに貫通して設けられる穴部13の絞り
部13Sの表面側が最も微細な構造を有する。なお、穴
部13の大きさ形状等については、実施例1と同一規格
にした。
As is apparent from FIG. 3, the center portion 12 of the diamond wire drawing die formed by the above steps is a diamond synthesized by the vapor phase synthesis method, and the hole portion 13 is provided to penetrate the diamond. The surface side of the narrowed portion 13S has the finest structure. The size and shape of the hole 13 are the same as those of the first embodiment.

【0057】次に、実施例2で作製した穴部13を有す
る中心部12を用いる以外は、実施例1と同様のダイヤ
モンド線引きダイスを作成した。 比較例1 実施例1の第1のダイヤモンド多結晶体層を合成した時
と同一の条件下、熱フィラメントCVD法により、Si
基板上にダイヤモンド多結晶体層を1mmの膜厚で合成
した後、Si基板を弗硝酸で溶解除去した後、レーザ加
工、研削加工、超音波加工を施して、実施例1と同一形
状、大きさの規格のダイヤモンド線引きダイスの中心部
および穴部を形成し、実施例1と同様のダイヤモンド線
引きダイスを作成した。 比較例2 実施例1と同一形状、大きさの規格のダイヤモンド線引
きダイスの中心部および穴部を有する焼結ダイヤモンド
を用いる以外は、実施例1と同様のダイヤモンド線引き
ダイスを作成した。
Next, a diamond wire drawing die similar to that of Example 1 was prepared except that the central portion 12 having the hole 13 prepared in Example 2 was used. Comparative Example 1 Si was formed by the hot filament CVD method under the same conditions as when the first diamond polycrystalline layer of Example 1 was synthesized.
After synthesizing a diamond polycrystal layer with a thickness of 1 mm on the substrate, dissolving and removing the Si substrate with fluorinated nitric acid, laser processing, grinding processing, and ultrasonic processing were performed to obtain the same shape and size as in Example 1. The center part and the hole part of the diamond drawing die of the standard of the standard were formed, and the same diamond drawing die as in Example 1 was prepared. Comparative Example 2 A diamond wire drawing die similar to that of Example 1 was prepared, except that a sintered diamond having a center portion and a hole portion of a diamond wire drawing die having the same shape and size as those of Example 1 was used.

【0058】以上の方法により作成したダイヤモンド線
引きダイスの性能を評価するために、以下の条件でダイ
ヤモンド線引きダイスの性能試験を実施した。
In order to evaluate the performance of the diamond wire drawing die produced by the above method, a performance test of the diamond wire drawing die was carried out under the following conditions.

【0059】線引きされるべき線として、直径0.22
mmのステンレス鋼線を用いた。
As a line to be drawn, a diameter of 0.22
mm stainless steel wire was used.

【0060】線引き速度50m/minで線引きを行な
った。実施例1、実施例2、比較例2は、同等の性能を
示したが、比較例1は欠損した。
Drawing was performed at a drawing speed of 50 m / min. Example 1, Example 2, and Comparative Example 2 showed equivalent performance, but Comparative Example 1 lacked.

【0061】次に、より詳しいダイヤモンド線引きダイ
スの性能試験を実施した。線引きされるべき線として、
直径0.22mmのステンレス鋼線を用い、ステンレス
鋼線の直径が、0.20mmになるように線引きした。
Next, a more detailed diamond wire drawing die performance test was conducted. As the line to be drawn,
A stainless steel wire having a diameter of 0.22 mm was used and drawn so that the diameter of the stainless steel wire was 0.20 mm.

【0062】線引き速度は、200m/minとして、
伸線量は、4トン(t)とした。線引き速度200m/
minで、伸線量4トン(t)の線引きを行なった時点
で、実施例1、実施例2、比較例2は、同等の性能を示
したが、比較例1は欠損が認められた。
The drawing speed is 200 m / min,
The extension amount was 4 tons (t). Drawing speed 200m /
At the time when the wire drawing of 4 tons (t) was performed at min, Example 1, Example 2 and Comparative Example 2 exhibited the same performance, but Comparative Example 1 had a defect.

【0063】以上の結果により明らかなように、本願発
明のダイヤモンド線引きダイスは、単純に気相合成ダイ
ヤモンドを中心部に使用したダイヤモンド線引きダイス
よりもダイスの絞り部分が粒度の細い部分で構成される
結果、優れた強度を有する。
As is clear from the above results, in the diamond wire drawing die of the present invention, the drawn portion of the die is composed of a portion having a finer grain size than that of the diamond wire drawing die in which the vapor phase synthetic diamond is simply used at the center. As a result, it has excellent strength.

【0064】次に、線引き速度80m/minで線引き
を行なった。比較例2では、著しい摩耗の進行が認めら
れたが、実施例1、実施例2では、問題を生じなかっ
た。
Next, drawing was performed at a drawing speed of 80 m / min. In Comparative Example 2, remarkable progress of wear was observed, but in Examples 1 and 2, no problem occurred.

【0065】次に、実施例1,実施例2および比較例2
に対して、より詳しいダイヤモンド線引きダイスの性能
試験を実施した。
Next, Examples 1, 2 and Comparative Example 2
, A more detailed diamond wire drawing die performance test was conducted.

【0066】線引きされるべき線として、直径0.22
mmのステンレス鋼線を用い、ステンレス鋼線の直径
が、0.20mmになるように線引きした。
As a line to be drawn, a diameter of 0.22
Using a stainless steel wire of mm, the diameter of the stainless steel wire was drawn to be 0.20 mm.

【0067】線引き速度は、300m/minとして、
伸線量は、5トン(t)とした。線引き速度300m/
minで、伸線量5トン(t)の線引きを行なった時点
で、比較例2では、著しい摩耗の進行が認められたが、
実施例1、実施例2では、問題を生じなかった。
The drawing speed is 300 m / min,
The extension amount was 5 tons (t). Drawing speed 300m /
In the comparative example 2, a remarkable progress of wear was recognized at the time when the wire drawing of the drawing amount of 5 tons (t) was performed at min.
In Examples 1 and 2, no problem occurred.

【0068】以上の結果より明らかなように、本願発明
のダイヤモンド線引きダイスは、ダイヤモンド焼結体線
引きダイスのように中心部が結合助材を含んでいない結
果、耐熱性に優れており、線引き速度を上げることが可
能である。
As is clear from the above results, the diamond wire drawing die of the present invention is excellent in heat resistance as a result of not including a bonding aid in the central portion like the diamond sintered body wire drawing die, and the drawing speed It is possible to raise.

【0069】実施例3〜4 実施例3〜4は、ダイヤモンド線引きダイスの線引きさ
れるべき線に接触する部分の気相合成ダイヤモンドの粒
径として、好ましい範囲を調べるために行なった例を示
している。
Examples 3 to 4 Examples 3 to 4 show examples carried out in order to find a preferable range of the grain size of the vapor phase synthetic diamond in the portion in contact with the line to be drawn of the diamond drawing die. There is.

【0070】実施例3 実施例1と同様の、ダイヤモンド線引きダイスを作成し
た。
Example 3 A diamond wire drawing die similar to that in Example 1 was prepared.

【0071】まず、Si基板上に第1のダイヤモンド多
結晶体層を500μmの膜厚で合成した。なお、合成
は、核発生密度を高めるために、0.5μmのダイヤモ
ンド粉末で、傷付け処理を施したSi基板に、以下の条
件で行なった。
First, a first diamond polycrystalline layer having a film thickness of 500 μm was synthesized on a Si substrate. The synthesis was performed on a Si substrate scratched with 0.5 μm diamond powder in order to increase the nucleus generation density under the following conditions.

【0072】[0072]

【表3】 [Table 3]

【0073】次に、第1のダイヤモンド多結晶体層が形
成されたSi基板を弗硝酸中に浸漬し、Si基板を溶解
除去した。
Next, the Si substrate on which the first diamond polycrystal layer was formed was immersed in hydrofluoric nitric acid to dissolve and remove the Si substrate.

【0074】次に、第1のダイヤモンド多結晶体層のS
i基板を除去した面側、すなわち、第1のダイヤモンド
多結晶体層の成長初期面側に、第2のダイヤモンド多結
晶体層を500μmの膜厚で合成した。なお、合成は、
第1のダイヤモンド多結晶体層を形成するのと同じ条件
で行なった。これにより、厚さ1mmの線引きダイス用
素材(積層体)を得た。
Next, S of the first diamond polycrystalline layer
A second diamond polycrystal layer having a film thickness of 500 μm was synthesized on the surface side from which the i substrate was removed, that is, on the growth initial surface side of the first diamond polycrystal material layer. In addition, the synthesis is
The same conditions were used to form the first diamond polycrystalline layer. As a result, a material (laminate) for wire drawing die having a thickness of 1 mm was obtained.

【0075】図5に、この線引きダイス用素材(以下、
タイプAという)の粒径分布図を示す。
FIG. 5 shows the material for this wire drawing die (hereinafter referred to as
A type A) particle size distribution chart is shown.

【0076】タイプAを用い、実施例1と同じように加
工して、実施例1と同一規格のダイヤモンド線引きダイ
スを作成した。
Using type A, processing was performed in the same manner as in Example 1 to prepare a diamond drawing die having the same standard as in Example 1.

【0077】実施例4 実施例3とは、第1のダイヤモンド多結晶体層および第
2のダイヤモンド多結晶体層の気相合成条件を変える以
外は同様にして、実施例3と同様のダイヤモンド線引き
ダイスを作成した。
Example 4 The same as Example 3 except that the conditions for vapor phase synthesis of the first diamond polycrystal layer and the second diamond polycrystal layer were changed. I made a die.

【0078】まず、Si基板上に第1のダイヤモンド多
結晶体層を500μmの膜厚で合成した。なお、合成
は、40μmのダイヤモンドペーストで傷付け処理を施
したSi基板に、以下の条件で行なった。
First, a first diamond polycrystal layer having a film thickness of 500 μm was synthesized on a Si substrate. The synthesis was performed on a Si substrate scratched with 40 μm diamond paste under the following conditions.

【0079】[0079]

【表4】 [Table 4]

【0080】次に、第1のダイヤモンド多結晶体層が形
成されたSi基板を弗硝酸中に浸漬し、Si基板を溶解
除去した。
Next, the Si substrate on which the first diamond polycrystalline layer was formed was immersed in hydrofluoric nitric acid to dissolve and remove the Si substrate.

【0081】次に、第1のダイヤモンド多結晶体層のS
i基板を除去した面側、すなわち、第1のダイヤモンド
多結晶体層の成長初期面側に、第2のダイヤモンド多結
晶体層を500μmの膜厚で合成した。なお、合成は、
第1のダイヤモンド多結晶体層を形成するのと同じ条件
で行なった。これにより、厚さ1mmの線引きダイス用
素材(積層体)を得た。
Next, S of the first diamond polycrystalline layer
A second diamond polycrystal layer having a film thickness of 500 μm was synthesized on the surface side from which the i substrate was removed, that is, on the growth initial surface side of the first diamond polycrystal material layer. In addition, the synthesis is
The same conditions were used to form the first diamond polycrystalline layer. As a result, a material (laminate) for wire drawing die having a thickness of 1 mm was obtained.

【0082】図6に、この線引きダイス用素材(以下、
タイプBという)の粒径分布図を示す。
FIG. 6 shows the material for this drawing die (hereinafter referred to as
A type B particle size distribution chart is shown.

【0083】タイプBを用い、実施例1と同じように加
工して、実施例1と同一規格のダイヤモンド線引きダイ
スを作成した。
Using type B, processing was carried out in the same manner as in Example 1 to prepare a diamond wire drawing die of the same standard as in Example 1.

【0084】図5および図6を参照して、タイプAの線
引きされるべき線が接触する部分(図5中、Cに示され
る領域)は、タイプBの線引きされるべき線が接触する
部分(図6中、Cに示される領域)よりも微細なダイヤ
モンドで構成されている。
Referring to FIGS. 5 and 6, the portion where the type A line to be drawn contacts (the region indicated by C in FIG. 5) is the portion where the type B line to be drawn contacts. (A region shown by C in FIG. 6) is composed of a finer diamond.

【0085】実施例3および実施例4で作成したダイヤ
モンド線引きダイスの性能を評価するために、以下の条
件で、ダイヤモンド線引きダイスの性能試験を実施し
た。
In order to evaluate the performance of the diamond wire drawing dies produced in Examples 3 and 4, a performance test of the diamond wire drawing dies was carried out under the following conditions.

【0086】線引きされるべき線として、直径0.22
mmのステンレス鋼線を用い、ステンレス鋼線の直径
が、0.20mmになるように線引きした。
As a line to be drawn, a diameter of 0.22
Using a stainless steel wire of mm, the diameter of the stainless steel wire was drawn to be 0.20 mm.

【0087】線引き速度は、200m/minとして、
伸線量は、4トン(t)とした。タイプAを用いたダイ
ヤモンド線引きダイスでは、線引きされるべき線に接触
する部分のダイヤモンドの粒径が、約5μmであったの
に対し、タイプBを用いたダイヤモンド線引きダイスで
は、線引きされるべき線に接触する部分のダイヤモンド
の粒径が、約50μmであった。
The drawing speed is 200 m / min,
The extension amount was 4 tons (t). In the diamond drawing die using type A, the grain size of the diamond at the portion in contact with the line to be drawn was about 5 μm, whereas in the diamond drawing die using type B, the line to be drawn The particle diameter of the diamond at the portion in contact with was about 50 μm.

【0088】上記した性能試験終了後、タイプAを用い
たダイヤモンド線引きダイスには、何ら問題はなかった
が、タイプBを用いたダイヤモンド線引きダイスでは、
中心部に使用したタイプBのダイヤモンド粒の一部に欠
損が認められた。
After completion of the above performance test, there was no problem in the diamond wire drawing die using the type A, but in the diamond wire drawing die using the type B,
A defect was found in a part of the type B diamond grains used in the center.

【0089】上記した性能試験により、線引きされるべ
き線が接触する部分のダイヤモンド粒径は、小さい程、
ダイス素材としては好ましいことがわかった。
According to the above performance test, the smaller the diamond grain size of the portion where the wire to be drawn contacts is,
It was found to be preferable as a die material.

【0090】上記した実施例3および実施例4と同様の
試験を種々行なった結果、線引きされるべき線に接触す
る部分の気相合成ダイヤモンドの平均粒径は、30μm
以下とすることが好ましいことがわかった。また、ダイ
ヤモンド焼結体線引きダイス以上の性能を発揮するに
は、線引きされるべき線に接触する部分の気相合成ダイ
ヤモンドの平均粒径が、10μm以下であることが好ま
しいことがわかった。
As a result of conducting various tests similar to those in Examples 3 and 4, the average grain size of the vapor-phase synthetic diamond in the portion in contact with the line to be drawn is 30 μm.
It has been found that the following is preferable. In addition, it has been found that the average particle size of the vapor phase synthetic diamond in the portion in contact with the wire to be drawn is preferably 10 μm or less in order to exert the performance of the diamond sintered body drawing die or higher.

【0091】また、線引きされるべき線に応じて、第1
のダイヤモンド多結晶体層と第2のダイヤモンド多結晶
体層との合成条件を変化させることにより、線引きされ
るべき線に接触する部分の気相合成ダイヤモンドの結晶
構造を最適構造にすることが重要であることがわかっ
た。
Also, depending on the line to be drawn, the first
It is important to optimize the crystal structure of the vapor phase synthetic diamond in the portion in contact with the line to be drawn by changing the synthesis conditions of the diamond polycrystal layer of No. 2 and the second polycrystal diamond layer. I found out.

【0092】なお、本実施例では、気相合成によるダイ
ヤモンドの合成法として、熱フィラメントCVD法のみ
を示しているが、このような気相合成ダイヤモンドの合
成方法としては、種々の低圧気相法を適用できる。たと
えば、熱電子放射や、プラズマ放電を利用して原料ガス
を分解・励起させる方法や、燃焼炎を用いた成膜方法を
適用できる。
In this embodiment, only the hot filament CVD method is shown as a method for synthesizing diamond by vapor phase synthesis, but various low pressure vapor phase methods can be used for synthesizing such vapor phase synthetic diamond. Can be applied. For example, a method of decomposing / exciting a raw material gas by utilizing thermoelectron radiation or plasma discharge, or a film forming method using a combustion flame can be applied.

【0093】また、原料ガスとしては、たとえば、メタ
ン、エタン、プロパン等の炭化水素類、メタノール、エ
タノールなどのアルコール類、または、エステル類等の
有機炭素化合物と、水素とを主成分として混合したガス
等を用いることができる。また、これら以外に、アルゴ
ン等の不活性ガスや、酸素、一酸化炭素、水などをダイ
ヤモンドの合成反応や、その特性を阻害しない範囲で原
料中に混合してもよい。
As the raw material gas, for example, hydrocarbons such as methane, ethane and propane, alcohols such as methanol and ethanol, or organic carbon compounds such as esters are mixed with hydrogen as a main component. Gas or the like can be used. In addition to these, an inert gas such as argon, oxygen, carbon monoxide, water or the like may be mixed in the raw material within a range that does not impair the synthetic reaction of diamond and its characteristics.

【0094】本願発明のダイヤモンド線引きダイスは、
金、銀、白金等の貴金属線をはじめ、銅、真鍮、りん青
銅、真鍮被覆鉄線、ニッケル線、ステンレス線、タング
ステン線、モリブデン線などの線引きに適用できる他、
化学繊維用ノズル、錫や、ビニール等の絞り用にも好適
に使用することができる。
The diamond wire drawing die of the present invention is
In addition to gold, silver, platinum and other precious metal wires, copper, brass, phosphor bronze, brass coated iron wire, nickel wire, stainless wire, tungsten wire, molybdenum wire, etc.
It can also be suitably used for nozzles for chemical fibers and for squeezing tin or vinyl.

【0095】また、本実施例では、ステップ(102)
において、基板1を除去する工程として、化学的方法を
用いているが、このような基板1は、機械的加工、また
は、化学的処理による分離・溶解等により、分離または
除去すればよく、本実施例に限定されることはない。
Further, in this embodiment, step (102)
In the above, a chemical method is used as the step of removing the substrate 1. However, such a substrate 1 may be separated or removed by mechanical processing or separation / dissolution by a chemical treatment. It is not limited to the embodiment.

【0096】また、本願発明のダイヤモンド線引きダイ
スは、中心部が、気相合成ダイヤモンドにより形成され
るため、絞り部分が最も微細な構造となるように、第1
のダイヤモンド多結晶体層の膜厚と第2のダイヤモンド
多結晶体層の膜厚を気相合成の条件を変えることにより
調整することができる。したがって、線引きされるべき
線の材質や、線径により異なってくる中心部の穴部の形
状に合わせて、線引きされるべき線に接触する部分の気
相ダイヤモンドの結晶構造が最も微細な構造を有するよ
うに構成することができる。
Further, in the diamond wire drawing die of the present invention, since the central portion is formed of the vapor phase synthetic diamond, the first portion is formed so that the narrowed portion has the finest structure.
The film thickness of the diamond polycrystal layer and the film thickness of the second diamond polycrystal layer can be adjusted by changing the conditions of vapor phase synthesis. Therefore, according to the material of the wire to be drawn and the shape of the hole at the center, which varies depending on the wire diameter, the crystal structure of the vapor phase diamond in the portion in contact with the wire to be drawn should have the finest structure. Can be configured to have.

【0097】なお、気相合成ダイヤモンドは、その合成
条件によって、非ダイヤモンド成分(主に無定形炭素)
が多く含まれる場合がある。このような場合、耐摩耗性
が著しく低下し、線引きダイス素材としては適用できる
範囲が限定されてしまう。したがって、非ダイヤモンド
成分が多く含まれないように注意しなければならない点
を付記しておく。
The vapor phase synthetic diamond has a non-diamond component (mainly amorphous carbon) depending on its synthesis condition.
Is often included. In such a case, the wear resistance is significantly reduced, and the applicable range of the wire drawing die material is limited. Therefore, it should be noted that care must be taken not to include a large amount of non-diamond components.

【0098】[0098]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、ダイヤモンド線引きダイスの中心部が気相合成ダ
イヤモンドであって、しかも、気相合成ダイヤモンド
は、線引きされるべき線に接触する部分が最も微細な構
造を有するように構成される結果、本発明に従うダイヤ
モンド線引きダイスは、強度、耐摩耗性、耐熱性に優れ
ている。
As described in detail above, according to the present invention, the central part of the diamond drawing die is the vapor phase synthetic diamond, and the vapor phase synthetic diamond is in contact with the line to be drawn. As a result of the parts being configured to have the finest structure, the diamond wire drawing die according to the present invention is excellent in strength, wear resistance and heat resistance.

【0099】また、この発明によれば、ダイヤモンド線
引きダイスの中心部のダイヤモンドは、気相合成法によ
り合成される結果、天然ダイヤモンドを用いる場合に比
べ、生産コストを低く押えることができる。
Further, according to the present invention, the diamond at the center of the diamond drawing die is synthesized by the vapor phase synthesis method, and as a result, the production cost can be kept lower than when natural diamond is used.

【0100】また、本発明に従うダイヤモンド線引きダ
イスは、強度、耐摩耗性、耐熱性に優れる結果、耐用寿
命が長い。
Further, the diamond wire drawing die according to the present invention is excellent in strength, abrasion resistance and heat resistance and, as a result, has a long service life.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に従うダイヤモンド線引きダイスの中心
部の製造方法の一実施例を模式的に示す工程図である。
FIG. 1 is a process drawing schematically showing an embodiment of a method for manufacturing a central portion of a diamond wire drawing die according to the present invention.

【図2】実施例1で作成したダイヤモンド線引きダイス
を概略的に示す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a diamond wire drawing die prepared in Example 1.

【図3】本発明に従うダイヤモンド線引きダイスの中心
部の製造方法の一実施例を模式的に示す工程図である。
FIG. 3 is a process drawing schematically showing an embodiment of a method for manufacturing the central portion of the diamond wire drawing die according to the present invention.

【図4】ダイヤモンド線引きダイスの中心部の穴部の内
部構造を概略的に示す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing the internal structure of a hole in the center of a diamond drawing die.

【図5】実施例3で作成した線引きダイス用素材の粒径
分布図を示す。
FIG. 5 shows a particle size distribution chart of the material for wire drawing dies prepared in Example 3.

【図6】実施例4で作成した線引きダイス用素材の粒径
分布図を示す。
FIG. 6 shows a particle size distribution chart of the material for wire drawing dies prepared in Example 4.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 2 第1のダイヤモンド多結晶体層 3 基板1を除去した側 4 第2のダイヤモンド多結晶体層 5 積層体 6 接合面 7、12、14 中心部 8、13、15 穴部 8S、13S、17 絞り部 9 ダイヤモンド線引きダイス 10 補強マウント 11 ケース 16 導入部 18 出口部 19 エントランス部またはベル部 20 アプローチ部 21 線引きされるべき線 22 リダクション部 23 ベアリング部 24 バックリリーフ部 25 エクジット部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 First diamond polycrystal layer 3 Side from which substrate 1 is removed 4 Second diamond polycrystal layer 5 Laminated body 6 Bonding surface 7, 12, 14 Center part 8, 13, 15 Hole part 8S, 13S , 17 Drawing part 9 Diamond wire drawing die 10 Reinforcing mount 11 Case 16 Introductory part 18 Exit part 19 Entrance part or bell part 20 Approach part 21 Line to be drawn 22 Reduction part 23 Bearing part 24 Back relief part 25 Exit part

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤森 直治 兵庫県伊丹市昆陽北一丁目1番1号 住友 電気工業株式会社伊丹製作所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Naoji Fujimori 1-1-1 Kunyokita, Itami City, Hyogo Prefecture Sumitomo Electric Industries, Ltd. Itami Works

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 線引きされるべき線に接触するように設
けられるダイヤモンドを含むダイヤモンド線引きダイス
であって、 前記ダイヤモンドは気相合成によって析出される気相合
成ダイヤモンドを含み、 前記気相合成ダイヤモンドは、線引きされるべき線に接
触する部分が最も微細な構造を有することを特徴とす
る、ダイヤモンド線引きダイス。
1. A diamond drawing die comprising diamond which is provided so as to come into contact with a line to be drawn, said diamond comprising vapor phase synthetic diamond deposited by vapor phase synthesis, said vapor phase synthetic diamond being , A diamond wire drawing die, characterized in that the part in contact with the wire to be drawn has the finest structure.
【請求項2】 前記線引きされるべき線に接触する部分
の気相合成ダイヤモンドの平均粒径が、30μm以下で
あることを特徴とする、請求項1に記載のダイヤモンド
線引きダイス。
2. The diamond drawing die according to claim 1, wherein an average particle size of the vapor-phase synthetic diamond in a portion in contact with the wire to be drawn is 30 μm or less.
【請求項3】 基板上に気相合成法により第1のダイヤ
モンド多結晶体層を形成する工程と、 前記基板を除去する工程と、 前記第1のダイヤモンド多結晶体層の、前記基板を前記
基板除去工程により除去した側の面上に、気相合成法に
より第2のダイヤモンド多結晶体層を形成する工程と、 前記第1のダイヤモンド多結晶体層と前記第2のダイヤ
モンド多結晶体層との接合面に交差する方向に、前記第
1のダイヤモンド多結晶体層と前記第2のダイヤモンド
多結晶体層とを貫通する穴部を形成する工程とを備え
る、ダイヤモンド線引きダイスの製造方法。
3. A step of forming a first diamond polycrystalline layer on a substrate by a vapor phase synthesis method, a step of removing the substrate, a step of removing the substrate of the first diamond polycrystalline layer. A step of forming a second diamond polycrystalline layer on the surface removed by the substrate removing step by a vapor phase synthesis method; the first diamond polycrystalline layer and the second diamond polycrystalline layer; And a step of forming a hole penetrating the first diamond polycrystal layer and the second diamond polycrystal layer in a direction intersecting a bonding surface of the diamond drawing die.
【請求項4】 基板上に気相合成法により第1のダイヤ
モンド多結晶体層を形成する工程と、 前記基板を除去する工程と、 前記第1のダイヤモンド多結晶体層の、前記基板を前記
基板除去工程により除去した側の面上に、気相合成法に
より第2のダイヤモンド多結晶体層を形成する工程と、 前記第1のダイヤモンド多結晶体層と前記第2のダイヤ
モンド多結晶体層との接合面方向に、該接合面を中心面
として、前記第1のダイヤモンド多結晶体層と前記第2
のダイヤモンド多結晶体層とにまたがる貫通孔を形成す
る工程とを備える、ダイヤモンド線引きダイスの製造方
法。
4. A step of forming a first diamond polycrystal layer on a substrate by a vapor phase synthesis method, a step of removing the substrate, and a step of removing the substrate of the first diamond polycrystal layer. A step of forming a second diamond polycrystalline layer on the surface removed by the substrate removing step by a vapor phase synthesis method; the first diamond polycrystalline layer and the second diamond polycrystalline layer; In the direction of the joint surface between the first polycrystalline diamond layer and the second diamond polycrystal layer.
And a step of forming a through hole extending over the diamond polycrystal layer of 1.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010274282A (en) * 2009-05-27 2010-12-09 Allied Material Corp Diamond die
CN108213098A (en) * 2018-02-07 2018-06-29 四川瑞昱新材料技术有限公司 A kind of drawing mould for being applicable in high-strength superfine ultra-fine steel wire
CN108746226A (en) * 2018-07-06 2018-11-06 南通汇丰电子科技有限公司 A kind of metal wire rod process equipment
US11007558B2 (en) 2015-07-22 2021-05-18 Sumitomo Electric Hardmetal Corp. Diamond die

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