JPH0753321B2 - 工 具 - Google Patents

工 具

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JPH0753321B2
JPH0753321B2 JP61197019A JP19701986A JPH0753321B2 JP H0753321 B2 JPH0753321 B2 JP H0753321B2 JP 61197019 A JP61197019 A JP 61197019A JP 19701986 A JP19701986 A JP 19701986A JP H0753321 B2 JPH0753321 B2 JP H0753321B2
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    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B10/00—Drill bits
    • E21B10/46—Drill bits characterised by wear resisting parts, e.g. diamond inserts
    • E21B10/56—Button-type inserts
    • E21B10/567—Button-type inserts with preformed cutting elements mounted on a distinct support, e.g. polycrystalline inserts
    • E21B10/573—Button-type inserts with preformed cutting elements mounted on a distinct support, e.g. polycrystalline inserts characterised by support details, e.g. the substrate construction or the interface between the substrate and the cutting element
    • E21B10/5735—Interface between the substrate and the cutting element
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F7/00—Manufacture 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
    • B22F7/06—Manufacture 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
    • B23P15/28—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass cutting tools
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
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Description

【発明の詳細な説明】 イ．産業上の利用分野 本発明は工具に関する。
複合研摩コンパクトは焼結炭化物支持に接合される研摩
コンパクトで構成される。この研摩コンパクトはやはり
ダイヤモンドまたは等軸晶窒化ホウ素のコンパクトとさ
れよう。複合研摩コンパクトは、切削、旋削、穿孔のよ
うな様々な作業の工具成分として使用できる。
ロ．発明が解決しようとする問題点 複合ダイヤモンド研摩コンパクトは特にドリルビツトの
切削成分として有用である。研摩コンパクトのエツジが
成分の切削エツジになる。使用される場合、岩石のチツ
プが焼結炭化物支持の研摩コンパクトに近い個所にぶつ
かる。それらチツプはその個所を摩耗させ、それからそ
の個所の炭化物をアンダーカツトするようになる。この
結果切削成分の有効仕事寿命が短かくなる。複合研摩コ
ンパクトが採鉱ピツクや切削工具で使用された場合にも
同様な問題が生じる。
ハ．問題点を解決するための手段 そこで本発明は、焼結炭化物支持体部に接合される研摩
コンパクが、 接合されて硬くされる少なくても70体積％の超硬研摩粒
子を含む超研摩粒子の多結晶体と、 その両側の一方の主面が切削部を有すると共に他面の主
面が該焼結炭化物支持体部に接合された主面と、 一方の区域が超硬研摩粒子で作られて共通境界から該切
削部を有する該主面まで延在し、 他方の区域が、該一方の区域を作るのに用いられる超硬
研摩粒子よりも粗い超硬研摩粒子または超硬研摩粒子と
炭化物粒子との混合物で作られ、そして該共通境界から
該焼結炭化物支持体部に接合の該主面まで延在する２つ
の区域とを備え、 該研摩コンパクトは工具成分が設けられている加工面の
下方まで延在する、加工面及び工具成分を備えた工具を
提供する。
本発明の工具において、研摩コンパクトの該第２区域
が、該第１区域を作るのに用いられる超硬研摩粒子より
粗い超硬研摩粒子または超硬研摩粒子と炭化物粒子との
混合物で作られる。こうして第２区域は研摩性のものに
なる。使用される場合、第２区域は一般的に、第１区域
と第２区域の間の該共通境界が工具の加工面の下方に置
かれるようにその加工面内に埋込まれる。これは、焼結
炭化物支持体部が加工面より下方に置かれ、従つて工具
使用時の摩耗とアンダーカツトから防護されることを意
味する。工具使用時に発生するチツプは、これの摩耗作
用に対してより大きい耐性を有する研摩コンパクトにぶ
つかる。
第２区域が超硬研摩粒子と炭化物粒子の混合物で作られ
る場合、その混合物は少量のコバルト、ニツケル、また
は鉄のような適当なバインダ金属を含んでもよい。ある
いいはその混合物は単に超硬研摩粒子と炭化物粒子だけ
で構成されるものであつてもよい。炭化物粒子は典型的
には炭化タングステン粒子とされる。
研摩コンパクトは当該技術で周知の条件と材料を使つて
製作されよう。その研摩コンパクトの研摩粒子の含有率
は好適には80から90体積％にされる。
研摩コンパクトの該２つの区域はまた、研摩粒子の合成
において有用な触媒／溶剤を含む第２相または接合マト
リツクスを含むことができる。本発明の好適な実施例に
おいて、超硬研摩粒子はダイヤモンド粒子であり、そし
て上記２つの区域は、コバルト、ニツケル、または鉄を
含む第２相または接合マトリツクスを含む。そのコバル
ト、ニツケル、または鉄の供給源は、工具成分製作中に
それらを浸出する焼結炭化物支持体部になろう。
第１区域を作るのに使用される研摩粒子の寸法は微細な
もの、即ち75ミクロン以下の粒子寸法にされる。第２区
域の粒子はより粗いもの、典型的には100から150ミクロ
ンの寸法の粒子にされる。
それら２つの区域は１つのインターロツクする共通の境
界で結合される。この共通境界は、それら２つの区域が
１つ１つの製作段階をふんで同時に作られるときに自然
に全体的に拡散し、その後一緒に接合される。
研摩コンパクトの該２つの主面は典型的には２から4mm
の深さまたは距離だけ離される。一般的に共通境界とそ
れぞれの主面との間の距離はほぼ同じにされる。
本発明の１つの実施例において、焼結炭化物支持体部に
接合される研摩コンパクトの主面は内側に凹部を作られ
る。この凹部は典型的にはその主面の中心部に設けられ
る。
ニ．実施例 次に第１図と第２図を参照に本発明の第１実施例を説明
する。第１図に、両側に平らな主面12と14を有するデイ
スク形の焼結炭化物支持体部10が示される。平らな主面
12にキヤビテイ16が形成される。このキヤビテイ16は平
面で見て円形であり、そしてその周縁により深い環状区
域18が設けられる。
粒子寸法125から150ミクロンの粗いダイヤモンド粒子の
マスが環状区域18内に線20で示されるレベルまで入れら
れる。それから、典型的には25ミクロンまたは以下の寸
法の細かいダイヤモンド粒子の層がキヤビテイ内に入れ
られ、主面12まで詰込まれる。
そのように粒子を積載された焼結炭化物支持体部は次い
で通常の高圧高温装置の反応区域の中に置かれ、そして
圧力が50キロバーに上げられ、温度が1500℃に上げられ
る。この高圧高温条件は10分間維持され、その後その条
件は外気条件に戻される。そこでキヤビテイ16内で形成
されたダイヤモンド研摩コンパクトをもつた焼結炭化物
デイスクは反応区域から取出される。そのダイヤモンド
研摩コンパクトは例えば85体積％の量のダイヤモンド粒
子と第２相のコバルトを含む多結晶マスで構成される。
ダイヤモンドコンパクトのそのコバルトはコンパクト製
作中に炭化物体部10からダイヤモンドマス内へ浸出す
る。
ダイヤモンドコンパクト側面24と破線26に達成するまで
焼結炭化物デイスクの外側区域22を研削除去することに
よつて、体部10から切削成分が作られる。こうして第２
図に示すような切削成分が製作される。第２図に見られ
るように、その切削成分は焼結炭化物支持体部32に結合
された研摩コンパクト30を備える。このコンパクト30
は、切削エツジ36を備える円形の平らな上主面34を有す
る。研摩コンパクト30はまた40で段付きにされた下主面
38を有する。この面38は焼結炭化物支持体部32に固く接
合される。
研摩コンパクトは、１つのインターロツクする共通境界
46を有する２つの区域42,44で構成される。これら２つ
の区域は同一コンパクトの別々の区域であるが、同時に
製作されるので、共通境界は幾分拡散した（ぼやけた）
ものになつている。下側区域44は支持体部の段部40で作
られる周縁区域内に設置される。
留意すべきこととして、切削要素は、区域44が工具の加
工面48内に部分的に埋込まれるように、その加工面内に
設置される。インターロツク共通境界46は加工面の上方
に置かれる。使用のときに工具の切削エツジとして働く
のはエツジ36である。工具の作業時にそのエツジから飛
散してくるチツプは耐摩性の大きいコンパクトにぶつか
り、それらチツプの摩滅作用から完全に防護されている
焼結炭化物支持体部32にはぶつからない。
第３図と第４図は本発明の第２実施例を示す。それら図
面に示される工具は、ダイヤモンド研摩コンパクト62に
接合された焼結炭化物支持体部60を備える。ダイヤモン
ド研摩コンパクトは切削エツジ66を備える上主面64を有
する。研摩コンパクトはまた、焼結炭化物支持体部60に
接合される下主面68を有する。研摩コンパクトは、１つ
のインターロツク共通境界70で結合される２つの区域7
2,74で構成される。上側区域72は100ミクロン以下の粒
子寸法のダイヤモンド粒子で作られ、そして下側区域74
は125から150ミクロンの範囲の粒子寸法のダイヤモンド
粒子またはそのようなダイヤモンド粒子と炭化物粒子の
混合物で作られる。
この工具成分は、凹部16がより深い環状区域18の備えな
いという点を除いて、第１図と第２図の工具成分と同様
にして製作される。
使用される場合この工具成分は、コンパクトの主面68が
工具の加工面の下方に置かれるように、その加工面に設
置される。こうしてチツプの摩耗作用に対しダイヤモン
ド研摩コンパクトだけが露呈される。
図示の実施例は両方とも円形の切削エツジを備えるもの
である。本発明には違う形状に工具成分も含まれる。そ
れら様々な形状の工具成分は図示の実施例のいずれかと
同じように製作されよう。例えば第３図の破線で示され
るような平面で見てセグメントの形の工具成分を作るこ
とができる。その他の有用な工具成分の実例として、平
面で見て四角形、五角形、または六角形のものがある。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の方法で使用される研摩粒子を積載した
炭化物支持体部を示し、 第２図は工具の加工面に設置された本発明の工具成分を
示し、 第３図は第２実施例の工具成分の斜視図を示し、 第４図は第３図の４−４線における断面図を示す。 10,32,60……支持体部、16……キヤビテイ、30,62……
研摩コンパクト、36,66……切削エツジ、42,72……上側
区域、44,74……下側区域、46,70……共通境界、48……
工具加工面。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−36977（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−41778（ＪＰ，Ａ)

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】焼結炭化物支持体部に接合される研摩コン
    パクトが、 接合されて硬くされる少なくても70体積％の超硬研摩粒
    子を含む超硬研摩粒子の多結晶体と、 その両側の一方の主面が切削部を有すると共に他面の主
    面が該焼結炭化物支持体部に接合された主面と、 一方の区域が超硬研摩粒子で作られて共通境界から該切
    削部を有する該主面まで延在し、 他方の区域が、該一方の区域を作るのに用いられる超硬
    研摩粒子よりも粗い超硬研摩粒子または超硬研摩粒子と
    炭化物粒子との混合物で作られ、そして該共通境界から
    該焼結炭化物支持体部に接合の該主面まで延在する２つ
    の区域とを備え、 該研摩コンパクトは工具成分が設けられている加工面の
    下方まで延在する、加工面及び工具成分を備えた工具。
  2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項の工具において、該
    研摩コンパクトの該２つの主面が２から4mm離されてい
    る、工具。
  3. 【請求項３】特許請求の範囲第１項または第２項の工具
    において、該共通境界と該２つの主面のそれぞれとの間
    の距離がほぼ同じである、工具。
  4. 【請求項４】特許請求の範囲第１項から第３項までのい
    ずれか１項の工具において、該一方の区域を作るのに用
    いられる粒子の寸法が75ミクロン以下である、工具。
  5. 【請求項５】特許請求の範囲第１項から第４項までのい
    ずれか１項の工具において、該他方の区域を作るのに用
    いられる粒子が100から150ミクロンの範囲の寸法を有す
    る超硬研摩粒子である、工具。
  6. 【請求項６】特許請求の範囲第１項から第５項までのい
    ずれか１項の工具において、該焼結炭化物支持体部に接
    合の該主面が内側に段部を備え、これによって、該他方
    の区域が設けられる該支持体部の周縁領域を形成する、
    工具。
  7. 【請求項７】特許請求の範囲第１項から第６項までのい
    ずれか１項の工具において、該超硬研摩粒子がダイヤモ
    ンド粒子である、工具。
  8. 【請求項８】特許請求の範囲第１項の工具において、該
    共通境界が該加工面より上方に設けられるように該工具
    成分が該加工面内に設置される、工具。
  9. 【請求項９】特許請求の範囲第１項または第８項の工具
    において、該工具がドリルビット、採鉱ピック、または
    切削工具である工具。
JP61197019A 1985-08-22 1986-08-22 工 具 Expired - Lifetime JPH0753321B2 (ja)

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