JPH0732985B2 - 研摩研削工具 - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は研摩研削製品に関する。
研摩研削成形体は当業界には周知であり、かつ種種の加
工部材の研摩研削のため広く利用されている。この成形
体腔は成形体当り、少なくとも70容量％、好ましくは80
から90容量％の量の研摩研削材粒子の集塊を結合したコ
ングロマリツトから本質的になる。成形体は多結晶集塊
でありかつ単一の大結晶と置換できる。成形体の研摩研
削材粒子はダイヤモンド及び立方晶窒化ホウ素のような
不変に超硬質の研摩研削材である。
工部材の研摩研削のため広く利用されている。この成形
体腔は成形体当り、少なくとも70容量％、好ましくは80
から90容量％の量の研摩研削材粒子の集塊を結合したコ
ングロマリツトから本質的になる。成形体は多結晶集塊
でありかつ単一の大結晶と置換できる。成形体の研摩研
削材粒子はダイヤモンド及び立方晶窒化ホウ素のような
不変に超硬質の研摩研削材である。
研摩研削成形体は一般に粒子を合成する際に有用である
触媒（また溶媒としても知られる）を含有する第２相又
は結合マトリツクスを含む。立方晶窒化ホウ素の場合
は、好適な触媒の例はアルミニウム又はニツケル、コバ
ルト、鉄マンガン又はクロムとアルミニウムの合金であ
る。ダイヤモンドの場合には、好適な触媒の例は周期律
表第VIII族の金属、例えばコバルト、ニツケル又は鉄、
又はこのような金属を含む合金である。
触媒（また溶媒としても知られる）を含有する第２相又
は結合マトリツクスを含む。立方晶窒化ホウ素の場合
は、好適な触媒の例はアルミニウム又はニツケル、コバ
ルト、鉄マンガン又はクロムとアルミニウムの合金であ
る。ダイヤモンドの場合には、好適な触媒の例は周期律
表第VIII族の金属、例えばコバルト、ニツケル又は鉄、
又はこのような金属を含む合金である。
当業者に公知のように、ダイヤモンド及び立方晶窒化ホ
ウ素成形体は研摩研削材粒子が結晶学的に安定である温
度と圧力の条件下で製造される。
ウ素成形体は研摩研削材粒子が結晶学的に安定である温
度と圧力の条件下で製造される。
研摩研削成形体は使用のため工具又は柄に直接に結合で
きる。別法として、これらは工具又は柄に装着される前
に焼結炭化物裏材のような裏材に結合できる。
きる。別法として、これらは工具又は柄に装着される前
に焼結炭化物裏材のような裏材に結合できる。
米国特許第4,224,380号明細書はダイヤモンド成形体か
らかなりの量の触媒を浸出させる方法を記載している。
このように作つた製品は製品の約70から95容量％を構成
する自己結合ダイヤモンド粒子を含み、金属相が製品を
通して実質上均一に浸潤され、この相は製品の約0.05か
ら３容量％を構成し、そして相互連絡した空の孔の網目
が製品を通して分散されかつ粒子と金属相により境界が
定められ、この孔は製品の５から30容量％を構成する。
一定時間熱濃硝酸−フツ化水素酸溶液にダイヤモンド成
形体を入れることにより浸出を行なうことができる。熱
酸でのこの処理により触媒が浸出して骨格ダイヤモンド
構造を後に残す。この浸出製品は非浸出製品より熱的に
更に安定であると云われている。
らかなりの量の触媒を浸出させる方法を記載している。
このように作つた製品は製品の約70から95容量％を構成
する自己結合ダイヤモンド粒子を含み、金属相が製品を
通して実質上均一に浸潤され、この相は製品の約0.05か
ら３容量％を構成し、そして相互連絡した空の孔の網目
が製品を通して分散されかつ粒子と金属相により境界が
定められ、この孔は製品の５から30容量％を構成する。
一定時間熱濃硝酸−フツ化水素酸溶液にダイヤモンド成
形体を入れることにより浸出を行なうことができる。熱
酸でのこの処理により触媒が浸出して骨格ダイヤモンド
構造を後に残す。この浸出製品は非浸出製品より熱的に
更に安定であると云われている。
米国特許第4,124,401号明細書は炭化ケイ素及びケイ素
と共にケイ化物を形成する金属成分の炭化物及び／又は
ケイ化物からなるケイ素含有結合触媒により密着して一
体に結合したダイヤモンド結晶の集塊からなる多結晶ダ
イヤモンドボデーを記載しかつ請求している。このダイ
ヤモンド結晶の寸法は１から約1000ミクロンの範囲に及
び、結晶の密度がボデーの少なくとも約70から少なくと
も約90容量％の範囲に及び、前記のケイ素含有結合媒体
が前記のボデーの約30容量％までの範囲に及ぶ量で存在
し、前記の結合触媒がボデーを通して少なくとも実質上
均一に分布され、ダイヤモンド結晶の表面と接触する結
合媒体の部分が少なくとも大部分炭化ケイ素であり、そ
してダイヤモンドボデーが少なくとも実質上孔を含まな
い。このダイヤモンドボデーのための金属成分はコバル
ト、クロム、鉄、ハフニウム、マンガン、モリブデン、
ニオブ、ニツケル、パラジウム、白金、レニウム、ロジ
ウム、ルテニウム、タンタル、トリウム、チタン、ウラ
ニウム、バナジウム、タングステン、イツトリウム、ジ
ルコニウム及びこれらの合金からなる金属の広い群から
選択される。この多結晶ダイヤモンドボデーは比較的温
和な熱間プレス条件下で製造されそしてダイヤモンド連
晶のようなものは生じない。
と共にケイ化物を形成する金属成分の炭化物及び／又は
ケイ化物からなるケイ素含有結合触媒により密着して一
体に結合したダイヤモンド結晶の集塊からなる多結晶ダ
イヤモンドボデーを記載しかつ請求している。このダイ
ヤモンド結晶の寸法は１から約1000ミクロンの範囲に及
び、結晶の密度がボデーの少なくとも約70から少なくと
も約90容量％の範囲に及び、前記のケイ素含有結合媒体
が前記のボデーの約30容量％までの範囲に及ぶ量で存在
し、前記の結合触媒がボデーを通して少なくとも実質上
均一に分布され、ダイヤモンド結晶の表面と接触する結
合媒体の部分が少なくとも大部分炭化ケイ素であり、そ
してダイヤモンドボデーが少なくとも実質上孔を含まな
い。このダイヤモンドボデーのための金属成分はコバル
ト、クロム、鉄、ハフニウム、マンガン、モリブデン、
ニオブ、ニツケル、パラジウム、白金、レニウム、ロジ
ウム、ルテニウム、タンタル、トリウム、チタン、ウラ
ニウム、バナジウム、タングステン、イツトリウム、ジ
ルコニウム及びこれらの合金からなる金属の広い群から
選択される。この多結晶ダイヤモンドボデーは比較的温
和な熱間プレス条件下で製造されそしてダイヤモンド連
晶のようなものは生じない。
米国特許第4,151,686号明細書は結合媒体が炭化ケイ素
及び元素状ケイ素からなることそしてボデー中でダイヤ
モンド結晶の密度がボデーの80から約95容量％の範囲に
及ぶこと以外米国特許第4,124,401号明細書記載のもの
に類似した多結晶ダイヤモンドボデーを記載する。さら
に、この米国特許の多結晶研摩研削材体は高加圧条件
下、すなわち少なくとも約25キロバールの加圧下に製造
される。上記研摩研削材ボデーは研摩研削工具、ノズル
又は他の耐摩滅性部品として有用である。
及び元素状ケイ素からなることそしてボデー中でダイヤ
モンド結晶の密度がボデーの80から約95容量％の範囲に
及ぶこと以外米国特許第4,124,401号明細書記載のもの
に類似した多結晶ダイヤモンドボデーを記載する。さら
に、この米国特許の多結晶研摩研削材体は高加圧条件
下、すなわち少なくとも約25キロバールの加圧下に製造
される。上記研摩研削材ボデーは研摩研削工具、ノズル
又は他の耐摩滅性部品として有用である。
米国特許第3,239,321号明細書はチタン、バナジウム、
ジルコニウム、クロム又ケイ素、又はこれらの金属のい
ずれかとニツケル、マンガン若しくは鉄との合金の第２
相を有するダイヤモンド成形体を記載している。成形体
はダイヤモンド粒子と金属を粉末の形で混合し、混合物
を昇温、昇圧下におくことにより製造される。その１例
は31.5容量％の量の金属としてケイ素を使用する。この
特許は成形体が適当に形状が与えられ、硬い材料を切削
し研摩するのにとり付けられることを示唆している。
ジルコニウム、クロム又ケイ素、又はこれらの金属のい
ずれかとニツケル、マンガン若しくは鉄との合金の第２
相を有するダイヤモンド成形体を記載している。成形体
はダイヤモンド粒子と金属を粉末の形で混合し、混合物
を昇温、昇圧下におくことにより製造される。その１例
は31.5容量％の量の金属としてケイ素を使用する。この
特許は成形体が適当に形状が与えられ、硬い材料を切削
し研摩するのにとり付けられることを示唆している。
南アフリカ特許第84/0053号の完全明細書は、目立て工
具及びサーフエイスセツトドリルビツト用工具インサー
トとして適した高い強度と高温に耐える性能を持つた研
削材ボデーを記載している。この研摩材ボデーは、その
80から90容量％の量で存在するダイヤモンド粒子の集塊
とその10から20容量％の量で存在する第２相を含み、ダ
イヤモンド粒子の集塊は実質的なダイヤモンド対ダイヤ
モンド結合を含み一体化した骨格塊を形成し、そして、
第２相はニツケル及びケイ素を含有し、このニツケルは
ニツケル及び／又はケイ化ニツケルの形であり、そして
このケイ素はケイ素、炭化ケイ素及び／又はケイ化ニツ
ケルの形である。この研削材ボデーは、ダイヤモンド成
形体製造に適した昇温昇圧下に製造される。
具及びサーフエイスセツトドリルビツト用工具インサー
トとして適した高い強度と高温に耐える性能を持つた研
削材ボデーを記載している。この研摩材ボデーは、その
80から90容量％の量で存在するダイヤモンド粒子の集塊
とその10から20容量％の量で存在する第２相を含み、ダ
イヤモンド粒子の集塊は実質的なダイヤモンド対ダイヤ
モンド結合を含み一体化した骨格塊を形成し、そして、
第２相はニツケル及びケイ素を含有し、このニツケルは
ニツケル及び／又はケイ化ニツケルの形であり、そして
このケイ素はケイ素、炭化ケイ素及び／又はケイ化ニツ
ケルの形である。この研削材ボデーは、ダイヤモンド成
形体製造に適した昇温昇圧下に製造される。
本発明の概要 本発明によると、研摩研削インサートを内部に保持して
包含する作用部を有し、該インサートが研摩研削工具の
製造中又は使用中に850℃以上の温度にさらされる研摩
研削工具において、該インサートが該インサートの80〜
90容量％の量存在するダイヤモンド粒子の塊と該インサ
ートの10〜20容量％の量存在する第２相とからなり、か
つ該ダイヤモンド粒子の塊が実質的にダイヤモンド・ダ
イヤモンド結合を含有して密着した骨格塊を形成し、該
第２相が本質的にケイ素からなり、すなわち、ケイ素、
炭化ケイ素又はケイ素と炭化ケイ素である、研摩研削工
具が提供される。典型的には、研摩研削工具は研摩研削
インサートが工具の製造又は使用中850℃以上の温度に
曝される程である。
包含する作用部を有し、該インサートが研摩研削工具の
製造中又は使用中に850℃以上の温度にさらされる研摩
研削工具において、該インサートが該インサートの80〜
90容量％の量存在するダイヤモンド粒子の塊と該インサ
ートの10〜20容量％の量存在する第２相とからなり、か
つ該ダイヤモンド粒子の塊が実質的にダイヤモンド・ダ
イヤモンド結合を含有して密着した骨格塊を形成し、該
第２相が本質的にケイ素からなり、すなわち、ケイ素、
炭化ケイ素又はケイ素と炭化ケイ素である、研摩研削工
具が提供される。典型的には、研摩研削工具は研摩研削
インサートが工具の製造又は使用中850℃以上の温度に
曝される程である。
本発明の研摩研削工具の本質的特徴は作用部材が上記特
定した特質を有する少なくとも１つの研摩研削インサー
トを含むことである。そのようなインサートは少なくと
も一部実質的なダイヤモンド−ダイヤモンド結合による
実質的な強度を有するばかりでなく、10-4トルまたはよ
り高い真空あるいは不活性または還元雰囲気下で1200℃
の温度に、ダイヤモンドの有意な黒鉛化を起さずに耐え
ることができることが分つた。該インサートの強度およ
び高温に耐える能力は、例えば、目立て（dressing）ま
たは旋削（turning）工具におけるように、その使用中
に高温が発生場合、あるいは例えばサーフエイスセツト
や含浸ドリルビツトにおけるように工具製造中に高温を
必要とする場合にインサートを工具の部材あるいはイン
サートとして理想的なものとする。
定した特質を有する少なくとも１つの研摩研削インサー
トを含むことである。そのようなインサートは少なくと
も一部実質的なダイヤモンド−ダイヤモンド結合による
実質的な強度を有するばかりでなく、10-4トルまたはよ
り高い真空あるいは不活性または還元雰囲気下で1200℃
の温度に、ダイヤモンドの有意な黒鉛化を起さずに耐え
ることができることが分つた。該インサートの強度およ
び高温に耐える能力は、例えば、目立て（dressing）ま
たは旋削（turning）工具におけるように、その使用中
に高温が発生場合、あるいは例えばサーフエイスセツト
や含浸ドリルビツトにおけるように工具製造中に高温を
必要とする場合にインサートを工具の部材あるいはイン
サートとして理想的なものとする。
研摩研削インサートにおけるケイ素の第２相は密接に結
合した骨格状ダイヤモンド体に亘つて均一に分散されて
いる。上記第２相は本質的にケイ素からなり、このケイ
素はケイ素そのものおよび／または炭化ケイ素の形であ
る。このことは他のいかなる成分も第２相中には痕跡量
しか存在しないことを意味する。
合した骨格状ダイヤモンド体に亘つて均一に分散されて
いる。上記第２相は本質的にケイ素からなり、このケイ
素はケイ素そのものおよび／または炭化ケイ素の形であ
る。このことは他のいかなる成分も第２相中には痕跡量
しか存在しないことを意味する。
本発明で使用する研摩研削インサートはその使用態様に
応じて種々の形状を取りうる。適当な形状は盤状、三角
形状、立方体状、直方体状、六角柱状などの例があげら
れる。これらの形状は一般に、例えば以下に詳細に述べ
るような方法で製造した大きな研摩研削材ボデーからレ
ーザーカツテイングにより得られる。インサートはまた
不規則な形状でもよく、大き目の研摩研削材ボデーを破
砕して作ることができる。
応じて種々の形状を取りうる。適当な形状は盤状、三角
形状、立方体状、直方体状、六角柱状などの例があげら
れる。これらの形状は一般に、例えば以下に詳細に述べ
るような方法で製造した大きな研摩研削材ボデーからレ
ーザーカツテイングにより得られる。インサートはまた
不規則な形状でもよく、大き目の研摩研削材ボデーを破
砕して作ることができる。
研摩研削インサートに工具の作用部材中に埋め込まれる
前に薄い金属または合金の被覆を与えることができる。
この金属被覆は、例えばクロムまたはチタンの被覆とす
ることができ、含浸ドリルビツトにとつて特に適当であ
ることが分つた。
前に薄い金属または合金の被覆を与えることができる。
この金属被覆は、例えばクロムまたはチタンの被覆とす
ることができ、含浸ドリルビツトにとつて特に適当であ
ることが分つた。
本発明の研摩研削工具に用いられるインサートは、炭素
の相図のダイヤモンド安定領域内で加熱加圧により製造
される。特に反応容器にダイヤモンド粉粒体を入れ、こ
のダイヤモンド粉粒体と珪素とを接触させ、この内容物
の入つた反応容器を、高温高圧装置の反応領域に入れ、
反応容器の内容物を炭素相図のダイヤモンド安定領域内
で温度、圧力を高められた状態に、充分な時間置いて研
削材ボデーを得、得られた研摩研削材ボデーを反応領域
から取り出すことにより製造された研摩研削材ボデーか
らインサートを得る。高められた温度、圧力の好ましい
条件は1400℃〜1600℃の範囲の温度、50〜70キロバール
の範囲の圧力である。これらの温度、圧力の条件は研摩
研削材ボデーを得るのに充分な時間保持する。典型的に
はこれらの温度、圧力条件は５〜20分間保持される。ケ
イ素は粉末状、シート状あるいは箔状で与えることがで
きる。適切なダイヤモンド−ダイヤモンド結合を与える
ために、研摩研削材ボデーの製造中にダイヤモンドの集
体にケイ素を溶浸することが好ましいことを見出したこ
とをつけ加えるべきである。ダイヤモンド−ダイヤモン
ド結合は主に物理的なダイヤモンド−ダイヤモンドの絡
み合いおよび部材の製造中ダイヤモンド粉粒体の塑性変
形により生じる結合である。
の相図のダイヤモンド安定領域内で加熱加圧により製造
される。特に反応容器にダイヤモンド粉粒体を入れ、こ
のダイヤモンド粉粒体と珪素とを接触させ、この内容物
の入つた反応容器を、高温高圧装置の反応領域に入れ、
反応容器の内容物を炭素相図のダイヤモンド安定領域内
で温度、圧力を高められた状態に、充分な時間置いて研
削材ボデーを得、得られた研摩研削材ボデーを反応領域
から取り出すことにより製造された研摩研削材ボデーか
らインサートを得る。高められた温度、圧力の好ましい
条件は1400℃〜1600℃の範囲の温度、50〜70キロバール
の範囲の圧力である。これらの温度、圧力の条件は研摩
研削材ボデーを得るのに充分な時間保持する。典型的に
はこれらの温度、圧力条件は５〜20分間保持される。ケ
イ素は粉末状、シート状あるいは箔状で与えることがで
きる。適切なダイヤモンド−ダイヤモンド結合を与える
ために、研摩研削材ボデーの製造中にダイヤモンドの集
体にケイ素を溶浸することが好ましいことを見出したこ
とをつけ加えるべきである。ダイヤモンド−ダイヤモン
ド結合は主に物理的なダイヤモンド−ダイヤモンドの絡
み合いおよび部材の製造中ダイヤモンド粉粒体の塑性変
形により生じる結合である。
ダイヤモンド及びシリコンを配置する反応容器は、モリ
ブデン、タンタル、チタン又は高融点のカーバイド形成
性の金属から作られる。そのような反応容器内に製造の
間ダイヤモンドとシリコンを閉じ込めることは、達成さ
れるダイヤモンドとダイヤモンドの結合を優れたものと
することに貢献すると考えられる。
ブデン、タンタル、チタン又は高融点のカーバイド形成
性の金属から作られる。そのような反応容器内に製造の
間ダイヤモンドとシリコンを閉じ込めることは、達成さ
れるダイヤモンドとダイヤモンドの結合を優れたものと
することに貢献すると考えられる。
研摩研削インサートの製造に使用されるダイヤモンド粒
子は粗粒子から微細粒子まで種々用いられる。一般にそ
の粒子は粒度が100μｍより小さく、代表的には10〜75
μｍの範囲の粒度を有する。好ましい粒度は15〜30μｍ
の範囲である。
子は粗粒子から微細粒子まで種々用いられる。一般にそ
の粒子は粒度が100μｍより小さく、代表的には10〜75
μｍの範囲の粒度を有する。好ましい粒度は15〜30μｍ
の範囲である。
高温高圧装置は当技術分野では良く知られており、例え
ば米国特許第2,941,248号明細書に記載されている。
ば米国特許第2,941,248号明細書に記載されている。
研摩研削工具は目立て、あるいは旋削（丸削り）用の工
具でもあり、その工具は、シヤンクとそのシヤンクの一
端に設けて目立て又は旋削用の刃を与える上述の前記の
研摩研削インサートとから構成される。第１図は目立て
用工具の一例を示す。この図を参照すると、その一端に
設けられた切削部材12を有するシヤンク10から成る目立
て用工具が示されている。切削部材は目立て用刃14を有
する。工具を使用する間目直し用刃14で高温が発生す
る。しかしながら、切削部材12のすぐれた熱的安定性は
その高温に耐え得ることが判明した。
具でもあり、その工具は、シヤンクとそのシヤンクの一
端に設けて目立て又は旋削用の刃を与える上述の前記の
研摩研削インサートとから構成される。第１図は目立て
用工具の一例を示す。この図を参照すると、その一端に
設けられた切削部材12を有するシヤンク10から成る目立
て用工具が示されている。切削部材は目立て用刃14を有
する。工具を使用する間目直し用刃14で高温が発生す
る。しかしながら、切削部材12のすぐれた熱的安定性は
その高温に耐え得ることが判明した。
研摩研削工具は、一端に切削面を有する回転可能なボデ
ーから成り、該切削面は結合マトリツクス中に保持され
る多数の研削インサートを含み該切削面に切削刃あるい
は切削先端を有するものであるドリルビツト（drill bi
t）であつてもよい。そのようなドリルビツトの例とし
てサーフエイスセツト／ドリルビツトや含浸されたドリ
ルビツトがある。
ーから成り、該切削面は結合マトリツクス中に保持され
る多数の研削インサートを含み該切削面に切削刃あるい
は切削先端を有するものであるドリルビツト（drill bi
t）であつてもよい。そのようなドリルビツトの例とし
てサーフエイスセツト／ドリルビツトや含浸されたドリ
ルビツトがある。
ドリルビツトにとつては研摩研削インサートは三角形あ
るいはブロツク形状であることが好ましい。研摩研削イ
ンサートが三角形のものであるときには、その基部は結
合マトリツクス中へはめ込まれ、その頂点とそこから延
びる側方各部が切削刃を与えることになる。研摩研削イ
ンサートが好ましくは立方体であるブロツク形状のとき
には、その主要部は結合マトリツクス中にはめ込まれ、
切削刃はピラミツド形の突出部によつて設けられる。
るいはブロツク形状であることが好ましい。研摩研削イ
ンサートが三角形のものであるときには、その基部は結
合マトリツクス中へはめ込まれ、その頂点とそこから延
びる側方各部が切削刃を与えることになる。研摩研削イ
ンサートが好ましくは立方体であるブロツク形状のとき
には、その主要部は結合マトリツクス中にはめ込まれ、
切削刃はピラミツド形の突出部によつて設けられる。
第２図及び第３図は本発明のコアリングビツトとして知
られるサーフエイスセツトドリルビツトの一例を示して
いる。これらの図には、コアドリルとかみ合うようにネ
ジを切った一端18を有する回転可能なコア16と他端の切
削面20とから構成されるサーフエイスセツトドリルビツ
トが示されている。切削面20は適当な金属マトリツクス
中に堅く保持された多数の切削部材22を有している。切
削部材22は第３図により詳細に示されているように、各
々三角形状を有している。三角形状切削部材22は切削面
20上に設けられているので、三角形状の基部24はその面
の結合マトリツクスにはめ込まれ、頂点26は切削面平面
上に立上つている。切削刃を付与するのがこの頂点と側
方刃27である。三角形の研摩研削ボデー22のすぐ後方に
は切削面と同じ金属で出来ている支持体28が配置されて
いる。ビツトの回転方向は矢印で示されている。
られるサーフエイスセツトドリルビツトの一例を示して
いる。これらの図には、コアドリルとかみ合うようにネ
ジを切った一端18を有する回転可能なコア16と他端の切
削面20とから構成されるサーフエイスセツトドリルビツ
トが示されている。切削面20は適当な金属マトリツクス
中に堅く保持された多数の切削部材22を有している。切
削部材22は第３図により詳細に示されているように、各
々三角形状を有している。三角形状切削部材22は切削面
20上に設けられているので、三角形状の基部24はその面
の結合マトリツクスにはめ込まれ、頂点26は切削面平面
上に立上つている。切削刃を付与するのがこの頂点と側
方刃27である。三角形の研摩研削ボデー22のすぐ後方に
は切削面と同じ金属で出来ている支持体28が配置されて
いる。ビツトの回転方向は矢印で示されている。
第４図は、本発明のサーフエイスセツトドリルビツトの
もう一つの具体例を示すものである。この図面について
説明すると、その一端に切削面34を有する回転可能なコ
ア32からなるサーフエイスセツトドリルビツトが示され
ている。切削面34は、適当な金属マトリツクス中にしつ
かりと保持された複数の切削部材36からなる。各々の切
削部材は立方体状であり、その主部分38は金属マトリツ
クス中に埋め込まれている。この立方体の小部分40は、
金属マトリツクスから突き出ており、本質的にピラミツ
ド形状をしており、切削先端42と切削刃44を提供してい
る。このビツトの回転方向は矢印で示してある。後で説
明するが、これらの立方体は、図示されている様に刃が
露出する様に配置すると、三角形の切削部材のための同
様な配置よりも、しつかりと金属マトリツクス中に保持
され、最初は潜在的に露出が少いけれども、硬い岩石の
破砕に必要な高い尖端荷重により容易に耐えることがで
きる。
もう一つの具体例を示すものである。この図面について
説明すると、その一端に切削面34を有する回転可能なコ
ア32からなるサーフエイスセツトドリルビツトが示され
ている。切削面34は、適当な金属マトリツクス中にしつ
かりと保持された複数の切削部材36からなる。各々の切
削部材は立方体状であり、その主部分38は金属マトリツ
クス中に埋め込まれている。この立方体の小部分40は、
金属マトリツクスから突き出ており、本質的にピラミツ
ド形状をしており、切削先端42と切削刃44を提供してい
る。このビツトの回転方向は矢印で示してある。後で説
明するが、これらの立方体は、図示されている様に刃が
露出する様に配置すると、三角形の切削部材のための同
様な配置よりも、しつかりと金属マトリツクス中に保持
され、最初は潜在的に露出が少いけれども、硬い岩石の
破砕に必要な高い尖端荷重により容易に耐えることがで
きる。
サーフエイスセツトドリルビツトにおいては、切削部材
は標準的な高温埋め込み技術を用いて、切削面中に固定
される。本発明の切削部材の熱安定性は優れているの
で、殆んど劣化なしに概して850℃を越える温度に耐え
ることができる。
は標準的な高温埋め込み技術を用いて、切削面中に固定
される。本発明の切削部材の熱安定性は優れているの
で、殆んど劣化なしに概して850℃を越える温度に耐え
ることができる。
本発明を以下の実施例によつて更に説明する。
実施例 ダイヤモンド粒子の集塊（12.5g）をタンタル製カツプ
に入れ、このダイヤモンドの集塊の頂部上にケイ素粉末
（1.86g）の層を形成し、カツプの開放端部上にタンタ
ル製のふたを置いた。
に入れ、このダイヤモンドの集塊の頂部上にケイ素粉末
（1.86g）の層を形成し、カツプの開放端部上にタンタ
ル製のふたを置いた。
荷載されたカツプを慣用の高温高圧装置の反応帯域に置
き、温度1500℃、圧力55キロバールにして、この条件を
10分間維持した。ダイヤモンド粒子の集塊からなる盤状
研摩研削材ボデーが得られたが、このものは、密着した
骨格ダイヤモンド集塊を形成する実質的な量のダイヤモ
ンド対ダイヤモンド結合と、このダイヤモンド集塊中に
均一に分散された少量のケイ素とからなる。
き、温度1500℃、圧力55キロバールにして、この条件を
10分間維持した。ダイヤモンド粒子の集塊からなる盤状
研摩研削材ボデーが得られたが、このものは、密着した
骨格ダイヤモンド集塊を形成する実質的な量のダイヤモ
ンド対ダイヤモンド結合と、このダイヤモンド集塊中に
均一に分散された少量のケイ素とからなる。
盤状研摩研削材ボデーを標準レーザー切断技術により適
当に切断して複数の立方体状物及び三角形状物を得た。
この立方体物を第４図に示したタイプのサーフエイスセ
ツトドリルビツトに装着し、また三角形状要素も同様に
同一タイプの表面セツトドリルビツトに装着した。米国
特許第4,224,380号明細書の記載に従つて製造された三
角形状ドリルインサートも第４図に示されたタイプのサ
ーフエイスセツトドリルビツトに装着した。次いでこれ
ら３種のドリルビツトを用いてノーライト グラナイト
（Norite granite）を穴あけし、穴あけした深さの関数
として各ドリルビツトの貫入速度を一定付加荷重1000kg
で測定した。第５図のグラフに示した結果はノーライト
グラナイトの穴あけ深さに対する貫入速度を示す。立方
体状切削部材を有するドリルビツトは三角形状切削部材
を有するドリルビツトと比べ同一付加荷重においてはる
かにすぐれた全体ドリル速度（overall drilling rat
e）を示すことが判明した。また本発明のケイ素含有三
角形状切削部材を有するドリルビツトは米国特許第4,22
4,380号明細書の記載に従つて製造された三角形状物を
有するドリルビツトに比べすぐれた全体ドリル速度を有
していた。なおノーライトグラナイトは一軸圧縮強さ27
7MPaを有する極めてかたい材料である。
当に切断して複数の立方体状物及び三角形状物を得た。
この立方体物を第４図に示したタイプのサーフエイスセ
ツトドリルビツトに装着し、また三角形状要素も同様に
同一タイプの表面セツトドリルビツトに装着した。米国
特許第4,224,380号明細書の記載に従つて製造された三
角形状ドリルインサートも第４図に示されたタイプのサ
ーフエイスセツトドリルビツトに装着した。次いでこれ
ら３種のドリルビツトを用いてノーライト グラナイト
（Norite granite）を穴あけし、穴あけした深さの関数
として各ドリルビツトの貫入速度を一定付加荷重1000kg
で測定した。第５図のグラフに示した結果はノーライト
グラナイトの穴あけ深さに対する貫入速度を示す。立方
体状切削部材を有するドリルビツトは三角形状切削部材
を有するドリルビツトと比べ同一付加荷重においてはる
かにすぐれた全体ドリル速度（overall drilling rat
e）を示すことが判明した。また本発明のケイ素含有三
角形状切削部材を有するドリルビツトは米国特許第4,22
4,380号明細書の記載に従つて製造された三角形状物を
有するドリルビツトに比べすぐれた全体ドリル速度を有
していた。なおノーライトグラナイトは一軸圧縮強さ27
7MPaを有する極めてかたい材料である。
第１図は本発明の目立て工具の一部断面図、第２図は本
発明のサーフエイスセツトドリルビツトの斜視図、第３
図は第２図のビツトの切削面の部分の斜視図、第４図は
本発明のサーフエイスセツトドリルビツトの他の態様の
斜視図、第５図は比較対照試験で得られた結果を示すグ
ラフである。 10……シャンク、12……切削部材 14……目立て刃、16……コア 18……コア端部、20……切削面 22……切削部材、24……基部 30……支持体、32……コア 34……切削面、36……切削部材 42……切削端、44……切削刃
発明のサーフエイスセツトドリルビツトの斜視図、第３
図は第２図のビツトの切削面の部分の斜視図、第４図は
本発明のサーフエイスセツトドリルビツトの他の態様の
斜視図、第５図は比較対照試験で得られた結果を示すグ
ラフである。 10……シャンク、12……切削部材 14……目立て刃、16……コア 18……コア端部、20……切削面 22……切削部材、24……基部 30……支持体、32……コア 34……切削面、36……切削部材 42……切削端、44……切削刃
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−154893（ＪＰ，Ａ) 米国特許4151686（ＵＳ，Ａ) 米国特許4224380（ＵＳ，Ａ) 米国特許3234321（ＵＳ，Ａ) 米国特許3239321（ＵＳ，Ａ)
Claims (8)
- 【請求項１】研磨研削インサートを保持してなる作用部
を有し、該インサートが研磨研削工具の製造中又は使用
中に850℃以上の温度にさらされる研磨研削工具におい
て、該インサートが該インサートの80〜90容量％の量存
在するダイヤモンド粒子の塊と該インサートの10〜20容
量％の量存在する第２相とからなり、かつ該ダイヤモン
ド粒子の塊が実質的にダイヤモンド−ダイヤモンド結合
を含有して密着した骨格塊を形成し、該第２相が本質的
にケイ素からなり、すなわち、ケイ素、炭化ケイ素、又
はケイ素と炭化ケイ素である、研磨研削工具。 - 【請求項２】研磨研削工具が、研磨研削工具の一端に取
り付けられて研磨研削工具に目立て刃又は旋削刃を与え
る研磨研削インサートと、シャンクとからなる、目立て
工具又は旋削工具である、請求項１に記載の研磨研削工
具。 - 【請求項３】研磨研削インサートが、円盤状、三角形
状、立方体状、直方体状、六角柱状又は不規則形状であ
る、請求項１又は２に記載の研磨研削工具。 - 【請求項４】研磨研削工具が、一端に切削面を有する回
転体と、結合マトリックスに保持される複数の研磨研削
インサートを含みかつ該切削面に切削刃又は切削端を与
える切削面とからなるドリルビットである、請求項１に
記載の研磨研削工具。 - 【請求項５】研磨研削工具が、サーフェイスセットドリ
ルビット又は含浸ドリルビットである、請求項４に記載
の研磨研削工具。 - 【請求項６】研磨研削インサートの断面が三角形状であ
り、その三角形状の基部が前記結合マトリックスに埋め
込まれており、かつ該三角形状基部から導かれる、突端
と側稜が切削刃を与える、請求項４又は５に記載の研磨
研削工具。 - 【請求項７】研磨研削インサートが塊状であり、各研磨
研削インサートの主部分が前記結合マトリックスに埋め
込まれており、かつ各研磨研削インサート用切削刃がピ
ラミッド形の突出部によって与えられる、請求項４又は
５に記載の研磨研削工具。 - 【請求項８】研磨研削インサートが立方体である、請求
項７に記載の研磨研削工具。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ZA84/2407 | 1984-03-30 | ||
| ZA842407 | 1984-03-30 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6133865A JPS6133865A (ja) | 1986-02-17 |
| JPH0732985B2 true JPH0732985B2 (ja) | 1995-04-12 |
Family
ID=25577244
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60068360A Expired - Lifetime JPH0732985B2 (ja) | 1984-03-30 | 1985-03-30 | 研摩研削工具 |
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| JP (1) | JPH0732985B2 (ja) |
| AT (1) | AT386558B (ja) |
| BE (1) | BE902072A (ja) |
| CA (1) | CA1255106A (ja) |
| CH (1) | CH666649A5 (ja) |
| DE (3) | DE3511284A1 (ja) |
| FR (1) | FR2561969B1 (ja) |
| GB (1) | GB2158086B (ja) |
| SE (1) | SE462021B (ja) |
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