JPH08155946A - 内外径部強化ダイヤモンドビットおよびその製造方法 - Google Patents
内外径部強化ダイヤモンドビットおよびその製造方法Info
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- JPH08155946A JPH08155946A JP32174894A JP32174894A JPH08155946A JP H08155946 A JPH08155946 A JP H08155946A JP 32174894 A JP32174894 A JP 32174894A JP 32174894 A JP32174894 A JP 32174894A JP H08155946 A JPH08155946 A JP H08155946A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 従来のインプレグネ−テットダイヤモンドビ
ットはダイヤモンド粒と硬質金属粉末をバインダ−合金
を溶融、浸透させて焼結したものであるが、特にコアビ
ットとして破砕地層を掘削、穿孔する場合、ビットの内
外径部の摩耗が先行してビットの穿孔性能を十分に発揮
させることができないので、特に内外径部に強化帯を設
けたビットおよびその効果的な製造方法を提供する。 【構成】 ビットの内外径部に耐摩耗強化帯を設ける。
しかしてその製造方法の第１は、ダイヤモンド粒と、比
較的大粒の硬質金属粉末との混合粉末、もしくはダイヤ
モンド集中度の高いダイヤモンド粉末と、１〜１０μＷ
Ｃを含む硬質金属粉体との混合粉末を、カ−ボンモ−ル
ドの上型強化部に糊付けし、モ−ルドを裏返し余分の混
合粉末を排出した後通常の内部充填粉体を充填した後バ
インダ−合金を溶融、浸透させた後焼結する。製造方法
の第２は予め２ｍｍφ×５ｍｍｌ程度のダイヤモンド分
散チップを製造しておき、これをカ−ボンモ−ルドの強
化部へ糊付けし、以後第１の方法と同様にバインダ−合
金を溶融、浸透したる後焼結する。
ットはダイヤモンド粒と硬質金属粉末をバインダ−合金
を溶融、浸透させて焼結したものであるが、特にコアビ
ットとして破砕地層を掘削、穿孔する場合、ビットの内
外径部の摩耗が先行してビットの穿孔性能を十分に発揮
させることができないので、特に内外径部に強化帯を設
けたビットおよびその効果的な製造方法を提供する。 【構成】 ビットの内外径部に耐摩耗強化帯を設ける。
しかしてその製造方法の第１は、ダイヤモンド粒と、比
較的大粒の硬質金属粉末との混合粉末、もしくはダイヤ
モンド集中度の高いダイヤモンド粉末と、１〜１０μＷ
Ｃを含む硬質金属粉体との混合粉末を、カ−ボンモ−ル
ドの上型強化部に糊付けし、モ−ルドを裏返し余分の混
合粉末を排出した後通常の内部充填粉体を充填した後バ
インダ−合金を溶融、浸透させた後焼結する。製造方法
の第２は予め２ｍｍφ×５ｍｍｌ程度のダイヤモンド分
散チップを製造しておき、これをカ−ボンモ−ルドの強
化部へ糊付けし、以後第１の方法と同様にバインダ−合
金を溶融、浸透したる後焼結する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は内外径部強化ダイヤモン
ドビットおよびその製造方法に係り、特にインプレグネ
−テットダイヤモンドビットにおいて、その先端内外径
部分のみを特に強化したビットと、その製造方法に係
り、岩石もしくはコンクリ−トの掘削および穿孔分野に
利用される。
ドビットおよびその製造方法に係り、特にインプレグネ
−テットダイヤモンドビットにおいて、その先端内外径
部分のみを特に強化したビットと、その製造方法に係
り、岩石もしくはコンクリ−トの掘削および穿孔分野に
利用される。
【０００２】
【従来の技術】通常岩石掘削穿孔用のダイヤモンドビッ
トとしてはそのダイヤモンドの植付け方法の差によって
種々の用途、目的に使用されるが、一般にサ−フェイス
セットダイヤモンドビットとインプレグネ−テットダイ
ヤモンドビットの２種類に大別されている。前者はビッ
トの先端部表面のみにダイヤモンド粒をセットしたビッ
トであり、後者は、ダイヤモンド粒と硬質金属もしくは
金属炭化物（以下硬質金属と総称する）の粉体との混合
体に軟質結合金属を溶融浸透して焼結したビットであっ
て、本発明は後者の改良発明である。一般に、サ−フェ
イスセットのダイヤモンドビットは比較的大粒のダイヤ
モンド粒を使用し、その先端切刃を一粒づつ正確に被掘
削物に対向する如く植付けて、同一穿孔条件において切
削力を向上させたビットであるが、ダイヤモンド粒の結
晶の先端を被掘削物に対向させて植付ける作業に多大の
労務費を要するほか、一旦ダイヤモンド粒が摩耗もしく
は脱落すると急激に切削力を低下する欠点がある。一
方、インプレグネ−テットダイヤモンドビットは、初期
の切味は多少劣るものの、表面に出ているダイヤモンド
粒が摩耗もしくは脱落しても、結合金属中に無作為に混
入されている次層のダイヤモンド粒が表面に現れるので
急激な切削力の低下がなく耐久性が大である長所があ
る。
トとしてはそのダイヤモンドの植付け方法の差によって
種々の用途、目的に使用されるが、一般にサ−フェイス
セットダイヤモンドビットとインプレグネ−テットダイ
ヤモンドビットの２種類に大別されている。前者はビッ
トの先端部表面のみにダイヤモンド粒をセットしたビッ
トであり、後者は、ダイヤモンド粒と硬質金属もしくは
金属炭化物（以下硬質金属と総称する）の粉体との混合
体に軟質結合金属を溶融浸透して焼結したビットであっ
て、本発明は後者の改良発明である。一般に、サ−フェ
イスセットのダイヤモンドビットは比較的大粒のダイヤ
モンド粒を使用し、その先端切刃を一粒づつ正確に被掘
削物に対向する如く植付けて、同一穿孔条件において切
削力を向上させたビットであるが、ダイヤモンド粒の結
晶の先端を被掘削物に対向させて植付ける作業に多大の
労務費を要するほか、一旦ダイヤモンド粒が摩耗もしく
は脱落すると急激に切削力を低下する欠点がある。一
方、インプレグネ−テットダイヤモンドビットは、初期
の切味は多少劣るものの、表面に出ているダイヤモンド
粒が摩耗もしくは脱落しても、結合金属中に無作為に混
入されている次層のダイヤモンド粒が表面に現れるので
急激な切削力の低下がなく耐久性が大である長所があ
る。
【０００３】インプレグネ−テット型ダイヤモンドビッ
トは、かくの如くダイヤモンド粒がマトリックス合金中
に分散し、岩石やコンクリ−トの掘削、穿孔の刃先とし
て使用されているが、地層調査用のコアビットとして使
用される場合には、特に破砕地層を掘削、穿孔すること
となるので、かかる場合には特にビット先端の内外径部
分の摩耗が先行してビットの穿孔性能が十分に発揮され
ない場合が多く、その対策が講ぜられたこともあるが、
その工業的製造方法が確率していないために、内外径部
のみを強化したインプレグネ−テットダイヤモンドビッ
トの開発は今日まで実現されていない。
トは、かくの如くダイヤモンド粒がマトリックス合金中
に分散し、岩石やコンクリ−トの掘削、穿孔の刃先とし
て使用されているが、地層調査用のコアビットとして使
用される場合には、特に破砕地層を掘削、穿孔すること
となるので、かかる場合には特にビット先端の内外径部
分の摩耗が先行してビットの穿孔性能が十分に発揮され
ない場合が多く、その対策が講ぜられたこともあるが、
その工業的製造方法が確率していないために、内外径部
のみを強化したインプレグネ−テットダイヤモンドビッ
トの開発は今日まで実現されていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前記
従来技術の欠点に鑑みインプレグネ−テットダイヤモン
ドビットの最も摩耗に弱い内外径部を強化した特殊なダ
イヤモンドビットおよびその効果的な製造方法を提供す
るにある。
従来技術の欠点に鑑みインプレグネ−テットダイヤモン
ドビットの最も摩耗に弱い内外径部を強化した特殊なダ
イヤモンドビットおよびその効果的な製造方法を提供す
るにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは次の如くである。 （１）ダイヤモンド粒と硬質金属粉末との混合体と、前
記混合体中に溶融、浸透して焼結せしめるバインダ−合
金と、を有して成るダイヤモンドビットにおいて、前記
ビット先端の内外径部分に耐摩耗強化帯を有することを
特徴とする内外径部強化ダイヤモンドビット。 （２）前記耐摩耗強化帯は４０〜８０メッシュオ−ダ−
の硬質合金粉末と３０〜６０メッシュオ−ダ−のダイヤ
モンド粉末との混合粉末をカ−ボンモ−ルドの内外径部
に糊付けした後に内部に基部を形成する３０〜６０メッ
シュオ−ダ−のダイヤモンドと１〜１０μＷＣとを含む
通常配合粉体を充填し銅基合金より成るバインダ−合金
を溶融浸透したる後に焼結されたダイヤモンドビットの
内外径部である上記（１）に記載の内外径部強化ダイヤ
モンドビット。 （３）前記耐摩耗強化帯は、基部よりダイヤモンド集中
度の高いダイヤモンド粉末と１〜１０μＷＣとを含む硬
質金属粉末との混合粉末をカ−ボンモ−ルドの内外径部
に糊付けした後、内部に基部を形成する３０〜６０メッ
シュオ−ダ−のダイヤモンドと１〜１０μＷＣとを含む
通常配合粉体を充填し、銅基合金より成るバインダ−合
金を溶融浸透したる後に焼結されたダイヤモンドビット
の内外径部である上記（１）に記載の内外径部強化ダイ
ヤモンドビット。 （４）前記耐摩耗強化帯は３０〜６０メッシュオ−ダ−
のダイヤモンドと１〜１０μＷＣとを含む硬質金属粉末
との混合粉末を銅基合金より成るバインダ−合金を溶
融、浸透、焼結させた２ｍｍφ×５ｍｍｌ程度のチップ
を予め製作しておき、カ−ボンモ−ルドの内外径部に糊
付けした後、内部に基部を形成する３０〜６０メッシュ
オ−ダ−のダイヤモンドと１〜１０μＷＣとを含む通常
配合粉体を充填し、前記チップに使用のバインダ−合金
より融点の低い銅基合金より成るバインダ−合金を溶融
浸透したる後に焼結されたダイヤモンドビットの内外径
部である上記（１）に記載の内外径部強化ダイヤモンド
ビット。 （５）中心方向へ下降傾斜した上型を有するカ−ボンモ
−ルド内にダイヤモンド粒と硬質金属粉末との混合体を
充填しシャンク材を直立させ、該シャンク材の下端近傍
の前記上型カ−ボンモ−ルド上にバインダ−合金を置き
不活性もしくは還元性雰囲気中にて加熱することにより
該バインダ−合金を前記混合体に溶融浸透焼結させるイ
ンプレグネ−テット型ダイヤモンドビットの製造方法に
おいて、前記カ−ボンモ−ルドの内外径部に比較的大粒
硬質金属粉末とダイヤモンド粒を混合した粉末、もしく
はダイヤモンド集中度の高いダイヤモンド粒と硬質金属
粉末とを糊付けした後に、基部を形成する内部に通常配
合粉体を充填し前記バインダ−合金を溶融浸透焼結させ
ることを特徴とする内外径部強化ダイヤモンドビットの
製造方法。 （６）中心方向に下降傾斜した上型を有するカ−ボンモ
−ルド内にダイヤモンド粒と硬質金属粉末との混合体を
充填しシャンク材を直立させ、該シャンク材の下端近傍
の前記上型カ−ボンモ−ルド上にバインダ−合金を置き
不活性もしくは還元性雰囲気中にて加熱することにより
該バインダ−合金を前記混合体に溶融浸透焼結させるイ
ンプレグネ−テット型ダイヤモンドビットの製造方法に
おいて、ダイヤモンド粉を分散させた２ｍｍφ×５ｍｍ
程度のチップを予め焼結製作しておき、該チップを前記
カ−ボンモ−ルドの内外径部にセットした後、基部を形
成する内部に通常配合粉体を充填し前記バインダ−合金
を溶融浸透焼結させることを特徴とする内外径部強化ダ
イヤモンドビットの製造方法。
ろは次の如くである。 （１）ダイヤモンド粒と硬質金属粉末との混合体と、前
記混合体中に溶融、浸透して焼結せしめるバインダ−合
金と、を有して成るダイヤモンドビットにおいて、前記
ビット先端の内外径部分に耐摩耗強化帯を有することを
特徴とする内外径部強化ダイヤモンドビット。 （２）前記耐摩耗強化帯は４０〜８０メッシュオ−ダ−
の硬質合金粉末と３０〜６０メッシュオ−ダ−のダイヤ
モンド粉末との混合粉末をカ−ボンモ−ルドの内外径部
に糊付けした後に内部に基部を形成する３０〜６０メッ
シュオ−ダ−のダイヤモンドと１〜１０μＷＣとを含む
通常配合粉体を充填し銅基合金より成るバインダ−合金
を溶融浸透したる後に焼結されたダイヤモンドビットの
内外径部である上記（１）に記載の内外径部強化ダイヤ
モンドビット。 （３）前記耐摩耗強化帯は、基部よりダイヤモンド集中
度の高いダイヤモンド粉末と１〜１０μＷＣとを含む硬
質金属粉末との混合粉末をカ−ボンモ−ルドの内外径部
に糊付けした後、内部に基部を形成する３０〜６０メッ
シュオ−ダ−のダイヤモンドと１〜１０μＷＣとを含む
通常配合粉体を充填し、銅基合金より成るバインダ−合
金を溶融浸透したる後に焼結されたダイヤモンドビット
の内外径部である上記（１）に記載の内外径部強化ダイ
ヤモンドビット。 （４）前記耐摩耗強化帯は３０〜６０メッシュオ−ダ−
のダイヤモンドと１〜１０μＷＣとを含む硬質金属粉末
との混合粉末を銅基合金より成るバインダ−合金を溶
融、浸透、焼結させた２ｍｍφ×５ｍｍｌ程度のチップ
を予め製作しておき、カ−ボンモ−ルドの内外径部に糊
付けした後、内部に基部を形成する３０〜６０メッシュ
オ−ダ−のダイヤモンドと１〜１０μＷＣとを含む通常
配合粉体を充填し、前記チップに使用のバインダ−合金
より融点の低い銅基合金より成るバインダ−合金を溶融
浸透したる後に焼結されたダイヤモンドビットの内外径
部である上記（１）に記載の内外径部強化ダイヤモンド
ビット。 （５）中心方向へ下降傾斜した上型を有するカ−ボンモ
−ルド内にダイヤモンド粒と硬質金属粉末との混合体を
充填しシャンク材を直立させ、該シャンク材の下端近傍
の前記上型カ−ボンモ−ルド上にバインダ−合金を置き
不活性もしくは還元性雰囲気中にて加熱することにより
該バインダ−合金を前記混合体に溶融浸透焼結させるイ
ンプレグネ−テット型ダイヤモンドビットの製造方法に
おいて、前記カ−ボンモ−ルドの内外径部に比較的大粒
硬質金属粉末とダイヤモンド粒を混合した粉末、もしく
はダイヤモンド集中度の高いダイヤモンド粒と硬質金属
粉末とを糊付けした後に、基部を形成する内部に通常配
合粉体を充填し前記バインダ−合金を溶融浸透焼結させ
ることを特徴とする内外径部強化ダイヤモンドビットの
製造方法。 （６）中心方向に下降傾斜した上型を有するカ−ボンモ
−ルド内にダイヤモンド粒と硬質金属粉末との混合体を
充填しシャンク材を直立させ、該シャンク材の下端近傍
の前記上型カ−ボンモ−ルド上にバインダ−合金を置き
不活性もしくは還元性雰囲気中にて加熱することにより
該バインダ−合金を前記混合体に溶融浸透焼結させるイ
ンプレグネ−テット型ダイヤモンドビットの製造方法に
おいて、ダイヤモンド粉を分散させた２ｍｍφ×５ｍｍ
程度のチップを予め焼結製作しておき、該チップを前記
カ−ボンモ−ルドの内外径部にセットした後、基部を形
成する内部に通常配合粉体を充填し前記バインダ−合金
を溶融浸透焼結させることを特徴とする内外径部強化ダ
イヤモンドビットの製造方法。
【０００６】本発明の詳細を添付図面を参照して説明す
る。先ず、図１、図２によって従来のインプレグネ−テ
ットダイヤモンドビットの構成ならびにその製造方法の
概要を説明する。通常のダイヤモンドビットはＪＩＳ
Ｇ３４４１のＳＣＭ４３５ＴＫの如き合金鋼鋼管をシャ
ンク材２に下記の示す製造方法によって得たダイヤモン
ドビットを接合して使用する。ダイヤモンドビット１は
図１に示す如き複数個所に掘削時の冷却水を排出する水
溝４を具備している。次に従来のインプレグネ−テット
ダイヤモンドビットの製造方法の概要について説明す
る。
る。先ず、図１、図２によって従来のインプレグネ−テ
ットダイヤモンドビットの構成ならびにその製造方法の
概要を説明する。通常のダイヤモンドビットはＪＩＳ
Ｇ３４４１のＳＣＭ４３５ＴＫの如き合金鋼鋼管をシャ
ンク材２に下記の示す製造方法によって得たダイヤモン
ドビットを接合して使用する。ダイヤモンドビット１は
図１に示す如き複数個所に掘削時の冷却水を排出する水
溝４を具備している。次に従来のインプレグネ−テット
ダイヤモンドビットの製造方法の概要について説明す
る。
【０００７】図２は従来のインプレグネ−テットダイヤ
モンドビットの製造方法を示す部分断面図である。組立
式のカ−ボンモ−ルド６は、製造終了後解体して製品を
取出し易いように上型６Ａ、下型６Ｂ、中型６Ｃ等複数
固の分解、組立て可能のように設計されており、外周の
上型６Ａは中心方向へ下降傾斜している。先ずビット１
を形成するカ−ボンモ−ルド６の凹部８に、例えば３０
〜６０メッシュのダイヤモンド粉１０と、１〜１０μの
ＷＣに１〜２０μのＮｉ粉を重量比で２〜１０％混合し
た硬質金属粉末１２を十分混合した充填粉体１３を凹部
８に充填し、その上に図２に示す如く、シャンク材２を
直立させる。次にシャンク材２の上型カ−ボンモ−ルド
６Ａに接する近傍に銅基合金例えばＣｕ２０〜９０％、
Ｎｉ５〜４０％、Ｍｎ５〜４０％の軟質金属の混合溶融
体よりなるバインダ−合金１８を予め製造しておき、そ
の合金塊を数個上型６Ａ上に置く。この装置全体を不活
性もしくは還元性雰囲気炉に装入して加熱昇温する。こ
の加熱昇温によってバインダ−合金塊１８が溶解し、上
型カ−ボンモ−ルド６Ａの下降傾斜に沿って凹部８中の
充填粉体１３中に流入し、ダイヤモンド粉１０と硬質金
属粉末１２の粒間を埋め浸透する。更に温度を上げると
浸透したバインダ−合金１８を焼結し、ダイヤモンド粉
１０と硬質金属粉末１２およびバインダ−合金１８を含
む充填金属焼結体はシャンク材２を固着し強固に結合す
るので、冷却後カ−ボンモ−ルド６を解体して製品を取
出す。取出されたビットは長尺シャンク材と接続用ねじ
を切り、表面仕上げ後製品とする。
モンドビットの製造方法を示す部分断面図である。組立
式のカ−ボンモ−ルド６は、製造終了後解体して製品を
取出し易いように上型６Ａ、下型６Ｂ、中型６Ｃ等複数
固の分解、組立て可能のように設計されており、外周の
上型６Ａは中心方向へ下降傾斜している。先ずビット１
を形成するカ−ボンモ−ルド６の凹部８に、例えば３０
〜６０メッシュのダイヤモンド粉１０と、１〜１０μの
ＷＣに１〜２０μのＮｉ粉を重量比で２〜１０％混合し
た硬質金属粉末１２を十分混合した充填粉体１３を凹部
８に充填し、その上に図２に示す如く、シャンク材２を
直立させる。次にシャンク材２の上型カ−ボンモ−ルド
６Ａに接する近傍に銅基合金例えばＣｕ２０〜９０％、
Ｎｉ５〜４０％、Ｍｎ５〜４０％の軟質金属の混合溶融
体よりなるバインダ−合金１８を予め製造しておき、そ
の合金塊を数個上型６Ａ上に置く。この装置全体を不活
性もしくは還元性雰囲気炉に装入して加熱昇温する。こ
の加熱昇温によってバインダ−合金塊１８が溶解し、上
型カ−ボンモ−ルド６Ａの下降傾斜に沿って凹部８中の
充填粉体１３中に流入し、ダイヤモンド粉１０と硬質金
属粉末１２の粒間を埋め浸透する。更に温度を上げると
浸透したバインダ−合金１８を焼結し、ダイヤモンド粉
１０と硬質金属粉末１２およびバインダ−合金１８を含
む充填金属焼結体はシャンク材２を固着し強固に結合す
るので、冷却後カ−ボンモ−ルド６を解体して製品を取
出す。取出されたビットは長尺シャンク材と接続用ねじ
を切り、表面仕上げ後製品とする。
【０００８】次に第３図および第４図を参照して、本発
明の内外径部分に耐摩耗強化帯２０を有するダイヤモン
ドビットおよびその効果的な製造方法を説明する。強化
帯２０を有する本発明のダイヤモンドビットは、内外径
部のみに特に比較的大粒の例えば４０〜８０μの超硬合
金粉末と、３０〜６０メッシュオ−ダ−のダイヤモンド
粉を混合した粉体、もしくはダイヤモンド集中度の高い
例えば５０％以上の集中度のダイヤモンド粉と硬質金属
粉末とを有し、中間部およびその他の部分は、通常の内
部充填粉末を有し、バインダ−合金にて同時に溶融、浸
透および焼結されたダイヤモンドビットである。なお、
「ダイヤモンドの集中度」とは１ｃｍ3中に４．４カラ
ット含まれる場合を１００％と定義するものである。実
施例により本発明による強化帯２０を有するダイヤモン
ドビットの製造方法を説明する。
明の内外径部分に耐摩耗強化帯２０を有するダイヤモン
ドビットおよびその効果的な製造方法を説明する。強化
帯２０を有する本発明のダイヤモンドビットは、内外径
部のみに特に比較的大粒の例えば４０〜８０μの超硬合
金粉末と、３０〜６０メッシュオ−ダ−のダイヤモンド
粉を混合した粉体、もしくはダイヤモンド集中度の高い
例えば５０％以上の集中度のダイヤモンド粉と硬質金属
粉末とを有し、中間部およびその他の部分は、通常の内
部充填粉末を有し、バインダ−合金にて同時に溶融、浸
透および焼結されたダイヤモンドビットである。なお、
「ダイヤモンドの集中度」とは１ｃｍ3中に４．４カラ
ット含まれる場合を１００％と定義するものである。実
施例により本発明による強化帯２０を有するダイヤモン
ドビットの製造方法を説明する。
【０００９】図３は、本発明の強化帯２０を有するダイ
ヤモンドビットのに製造方法を示す部分断面図である。
図２に示す従来法と同様にして、凹部８に充填粉体１３
を充填する前に内外径部の強化帯２０を形成するカ−ボ
ンモ−ルド６の凹部８の内側の強化該当部に、予め糊を
薄く塗布しておき、次に強化帯２０を形成するため例え
ば４０〜８０メッシュの比較的大粒の超硬合金粉末と、
３０〜６０メッシュの通常大きさのダイヤモンドとの混
合粉体（以下これを硬装粉体と称する）を充填し、次に
カ−ボンモ−ルド６を裏返し、糊に付着した硬装粉体を
除き、余分の硬装粉体１４を排出する。次に例えば１〜
１０μＷＣ、１〜２０μＮｉ２〜１０％および３０〜６
０メッシュのダイヤモンドの混合体により成る通常の内
部充填粉体１３を凹部８に充填し、その後従来法と同様
にＣｕ２０〜９０％、Ｎｉ５〜４０％、Ｍｎ５〜４０％
のバインダ−合金１８を上型カ−ボンモ−ルド６Ａ上に
置き、全体を不活性もしくは還元性雰囲気炉中に装入し
加熱昇温することにより焼結する。この特殊な製造方法
により、内外径部の強化帯に大粒の硬質金属粉体とダイ
ヤモンドとの混合体を有し、その他中間部には通常の内
部充填粉末を有する内外径部強化ダイヤモンドビットが
製造される。
ヤモンドビットのに製造方法を示す部分断面図である。
図２に示す従来法と同様にして、凹部８に充填粉体１３
を充填する前に内外径部の強化帯２０を形成するカ−ボ
ンモ−ルド６の凹部８の内側の強化該当部に、予め糊を
薄く塗布しておき、次に強化帯２０を形成するため例え
ば４０〜８０メッシュの比較的大粒の超硬合金粉末と、
３０〜６０メッシュの通常大きさのダイヤモンドとの混
合粉体（以下これを硬装粉体と称する）を充填し、次に
カ−ボンモ−ルド６を裏返し、糊に付着した硬装粉体を
除き、余分の硬装粉体１４を排出する。次に例えば１〜
１０μＷＣ、１〜２０μＮｉ２〜１０％および３０〜６
０メッシュのダイヤモンドの混合体により成る通常の内
部充填粉体１３を凹部８に充填し、その後従来法と同様
にＣｕ２０〜９０％、Ｎｉ５〜４０％、Ｍｎ５〜４０％
のバインダ−合金１８を上型カ−ボンモ−ルド６Ａ上に
置き、全体を不活性もしくは還元性雰囲気炉中に装入し
加熱昇温することにより焼結する。この特殊な製造方法
により、内外径部の強化帯に大粒の硬質金属粉体とダイ
ヤモンドとの混合体を有し、その他中間部には通常の内
部充填粉末を有する内外径部強化ダイヤモンドビットが
製造される。
【００１０】上記硬装粉体において、比較的大粒の超硬
合金粉末と通常の３０〜６０メッシュのダイヤモンドと
の混合粉体とする代りに、集中度が例えば５０％以上と
高くなるように配合したダイヤモンドパウダ−と、通常
の１〜１０μＷＣ＋１〜２０μＮｉ２〜１０％等の通常
の硬質粉体との混合粉体でもよく、ほぼ同様に本発明の
目的を達成できる。
合金粉末と通常の３０〜６０メッシュのダイヤモンドと
の混合粉体とする代りに、集中度が例えば５０％以上と
高くなるように配合したダイヤモンドパウダ−と、通常
の１〜１０μＷＣ＋１〜２０μＮｉ２〜１０％等の通常
の硬質粉体との混合粉体でもよく、ほぼ同様に本発明の
目的を達成できる。
【００１１】本発明の内外径部強化ダイヤモンドビット
の製造方法として、上記硬装粉体による方法について述
べたが、ダイヤモンド分散チップを予め製造しておき、
これを強化帯２０として使用する他の実施例について説
明する。図６はダイヤモンド分散チップ２６を埋め込ん
だダイヤモンドビットを示す正面図であり、図５はその
ビット全体を示す斜視図である。すなわち、このダイヤ
モンドビットは内外径の要強化部に小片チップ例えば２
ｍｍφ×５ｍｍｌの如きダイヤモンド分散チップ２６を
予め製造しておく。その製造の実施例として次の如き配
合のチップが適当である。 ダイヤモンド ３０〜６０メッシュ 硬質金属粉末 （１〜１０μＷＣ）残部＋（１〜２
０μＮｉ）２〜１０％ バインダ−合金 ３０％Ｍｎ＋３０％Ｎｉ＋４０％Ｃ
ｕ 以上３種類材料の混合粉体を溶融、浸透、焼結工程を経
て２ｍｍφ×５ｍｍｌのダイヤモンド分散チップ２６と
する。ダイヤモンド分散チップ２６の製法は上記方法の
みでなく、いづれの方法でも差支えない。上記チップ２
６を図３に示した方法と同様に、カ−ボンモ−ルド６の
凹部８の内側の強化該当部に予め糊を薄く塗布して置
き、チップ２６を１個づつセットする。
の製造方法として、上記硬装粉体による方法について述
べたが、ダイヤモンド分散チップを予め製造しておき、
これを強化帯２０として使用する他の実施例について説
明する。図６はダイヤモンド分散チップ２６を埋め込ん
だダイヤモンドビットを示す正面図であり、図５はその
ビット全体を示す斜視図である。すなわち、このダイヤ
モンドビットは内外径の要強化部に小片チップ例えば２
ｍｍφ×５ｍｍｌの如きダイヤモンド分散チップ２６を
予め製造しておく。その製造の実施例として次の如き配
合のチップが適当である。 ダイヤモンド ３０〜６０メッシュ 硬質金属粉末 （１〜１０μＷＣ）残部＋（１〜２
０μＮｉ）２〜１０％ バインダ−合金 ３０％Ｍｎ＋３０％Ｎｉ＋４０％Ｃ
ｕ 以上３種類材料の混合粉体を溶融、浸透、焼結工程を経
て２ｍｍφ×５ｍｍｌのダイヤモンド分散チップ２６と
する。ダイヤモンド分散チップ２６の製法は上記方法の
みでなく、いづれの方法でも差支えない。上記チップ２
６を図３に示した方法と同様に、カ−ボンモ−ルド６の
凹部８の内側の強化該当部に予め糊を薄く塗布して置
き、チップ２６を１個づつセットする。
【００１２】次に通常の内部充填粉体１３、例えば１〜
１０μＷＣ、１〜２０μＮｉ２〜１０％、３０〜６０メ
ッシュダイヤモンドの混合粉体を凹部８に充填し、その
後従来法と同様に例えば上型カ−ボンモ−ルド６Ａ上に
おいたＣｕ２０〜９０％、Ｎｉ５〜４０％、Ｍｎ５〜４
０％のバインダ−合金１８を不活性もしくは還元性雰囲
気中で加熱、昇温して焼結する。この方法により、内外
径部にダイヤモンド分散チップ２６を有し、その他中間
部に通常の内部充填粉体１３を有する内外径強化ダイヤ
モンドビットが製造される。なお、チップ２６による上
記製造方法において、注意すべき点は、チップ２６を構
成するバインダ−合金の溶融点を上型カ−ボンモ−ルド
上におくバインダ−合金の溶融点よりやゝ高くしておく
ことである。これはチップを構成するバインダ−合金が
溶融、浸透、焼結時に溶けないための配慮であって、本
実施例においてもチップ２６のバインダ−合金３０％Ｍ
ｎ、３０％Ｎｉ、４０％Ｃｕの溶融点が約１０５０℃で
あるのに対し、上型カ−ボンモ−ルド６Ａ上におくバイ
ンダ−合金１５％Ｍｎ、５％Ｎｉ、８０％Ｃｕの溶融点
は約１０００℃である。
１０μＷＣ、１〜２０μＮｉ２〜１０％、３０〜６０メ
ッシュダイヤモンドの混合粉体を凹部８に充填し、その
後従来法と同様に例えば上型カ−ボンモ−ルド６Ａ上に
おいたＣｕ２０〜９０％、Ｎｉ５〜４０％、Ｍｎ５〜４
０％のバインダ−合金１８を不活性もしくは還元性雰囲
気中で加熱、昇温して焼結する。この方法により、内外
径部にダイヤモンド分散チップ２６を有し、その他中間
部に通常の内部充填粉体１３を有する内外径強化ダイヤ
モンドビットが製造される。なお、チップ２６による上
記製造方法において、注意すべき点は、チップ２６を構
成するバインダ−合金の溶融点を上型カ−ボンモ−ルド
上におくバインダ−合金の溶融点よりやゝ高くしておく
ことである。これはチップを構成するバインダ−合金が
溶融、浸透、焼結時に溶けないための配慮であって、本
実施例においてもチップ２６のバインダ−合金３０％Ｍ
ｎ、３０％Ｎｉ、４０％Ｃｕの溶融点が約１０５０℃で
あるのに対し、上型カ−ボンモ−ルド６Ａ上におくバイ
ンダ−合金１５％Ｍｎ、５％Ｎｉ、８０％Ｃｕの溶融点
は約１０００℃である。
【００１３】
【発明の効果】インプレグネ−テットダイヤモンドビッ
トは、ダイヤモンド粒と、ＷＣの如き硬質金属粉末をバ
インダ−合金で溶融、浸透、焼結したもので、岩石掘削
穿孔工具として優れた性能を有するものの、地層調査用
のコアビットの場合には、特に破砕地層の掘削、穿孔時
には、ビットの内外径部の摩耗が先行してビットの穿孔
性能を十分発揮できないことに鑑み、内外径部を強化し
て耐摩耗強化帯を設けたもので、特にその製造方法に特
徴を有し、その一製造法として、カ−ボンモ−ルドの強
化部に糊付けして予め強化帯を構成する硬装粉体を充填
し、その他の中間部には通常の内部充填粉体を充填した
後、従来法によってバインダ−合金で溶融、浸透、焼結
するか、また他の製法としては予めダイヤモンド分散チ
ップを製造しておき、これを上記方法と同様に強化帯と
する方法をとったので、次の如き効果を挙げることがで
きた。 （イ）コアビットとして苛酷な破砕地層の掘削、穿孔に
使用する場合でも、従来の如く、内外径部のみ先行して
摩耗することなく、ビット全体として均等に摩耗するの
で、ビットの穿孔能力を十分に発揮させることができ
る。 （ロ）強化帯の強化内容をダイヤモンド粒の大きさ、集
中度、硬質金属粉末のＷＣ量、Ｎｉ粉等、地層に最適合
するよう調整可能であるので、ビットの性能を十分に発
揮させることができる。 （ハ）効果的な製法を見出し得たので、コスト高を最少
限に抑制することができた。
トは、ダイヤモンド粒と、ＷＣの如き硬質金属粉末をバ
インダ−合金で溶融、浸透、焼結したもので、岩石掘削
穿孔工具として優れた性能を有するものの、地層調査用
のコアビットの場合には、特に破砕地層の掘削、穿孔時
には、ビットの内外径部の摩耗が先行してビットの穿孔
性能を十分発揮できないことに鑑み、内外径部を強化し
て耐摩耗強化帯を設けたもので、特にその製造方法に特
徴を有し、その一製造法として、カ−ボンモ−ルドの強
化部に糊付けして予め強化帯を構成する硬装粉体を充填
し、その他の中間部には通常の内部充填粉体を充填した
後、従来法によってバインダ−合金で溶融、浸透、焼結
するか、また他の製法としては予めダイヤモンド分散チ
ップを製造しておき、これを上記方法と同様に強化帯と
する方法をとったので、次の如き効果を挙げることがで
きた。 （イ）コアビットとして苛酷な破砕地層の掘削、穿孔に
使用する場合でも、従来の如く、内外径部のみ先行して
摩耗することなく、ビット全体として均等に摩耗するの
で、ビットの穿孔能力を十分に発揮させることができ
る。 （ロ）強化帯の強化内容をダイヤモンド粒の大きさ、集
中度、硬質金属粉末のＷＣ量、Ｎｉ粉等、地層に最適合
するよう調整可能であるので、ビットの性能を十分に発
揮させることができる。 （ハ）効果的な製法を見出し得たので、コスト高を最少
限に抑制することができた。
【図１】従来のインプレグネ−テットダイヤモンドビッ
トの一例を示す斜視図である。
トの一例を示す斜視図である。
【図２】従来のインプレグネ−テットダイヤモンドビッ
トの製造方法を示す部分断面図である。
トの製造方法を示す部分断面図である。
【図３】本発明による内外径部強化ダイヤモンドビット
の製造方法を示す部分断面図である。
の製造方法を示す部分断面図である。
【図４】本発明による内外径部強化ダイヤモンドビット
の強化帯および中間帯を示す正面図である。
の強化帯および中間帯を示す正面図である。
【図５】本発明によるダイヤモンド分散チップを強化帯
とする他の製造方法によるビットを示す斜視図である。
とする他の製造方法によるビットを示す斜視図である。
【図６】図５による本発明によるビットの強化帯および
中間帯を示す正面図である。
中間帯を示す正面図である。
１ ビット ２ シャンク材 ４ 水溝 ６ カ−ボンモ−ルド ６Ａ 上型カ−ボンモ−ルド ６Ｂ 下型カ−ボンモ−ルド ６Ｃ 中型カ−ボンモ−ルド ８ 凹部 １０ ダイヤモンド粉 １２ 硬質金属粉体 １３ 内部充填粉末 １４ ねじ １８ バインダ−合金 ２０ 強化帯 ２６ ダイヤモンド分散チップ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２４Ｄ 7/18 Ｚ Ｅ２１Ｂ 10/48
Claims (6)
- 【請求項１】 ダイヤモンド粒と硬質金属粉末との混合
体と、前記混合体中に溶融、浸透して焼結せしめるバイ
ンダ−合金と、を有して成るダイヤモンドビットにおい
て、前記ビット先端の内外径部分に耐摩耗強化帯を有す
ることを特徴とする内外径部強化ダイヤモンドビット。 - 【請求項２】 前記耐摩耗強化帯は４０〜８０メッシュ
オ−ダ−の硬質合金粉末と３０〜６０メッシュオ−ダ−
のダイヤモンド粉末との混合粉末をカ−ボンモ−ルドの
内外径部に糊付けした後に内部に基部を形成する３０〜
６０メッシュオ−ダ−のダイヤモンドと１〜１０μＷＣ
とを含む通常配合粉体を充填し銅基合金より成るバイン
ダ−合金を溶融浸透したる後に焼結されたダイヤモンド
ビットの内外径部である請求項（１）に記載の内外径部
強化ダイヤモンドビット。 - 【請求項３】 前記耐摩耗強化帯は、基部よりダイヤモ
ンド集中度の高いダイヤモンド粉末と１〜１０μＷＣを
含む硬質金属粉末との混合粉末をカ−ボンモ−ルドの内
外径部に糊付けした後、内部に基部を形成する３０〜６
０メッシュオ−ダ−のダイヤモンドと１〜１０μＷＣと
を含む通常配合粉体を充填し、銅基合金より成るバイン
ダ−合金を溶融浸透したる後に焼結されたダイヤモンド
ビットの内外径部である請求項（１）に記載の内外径部
強化ダイヤモンドビット。 - 【請求項４】 前記耐摩耗強化帯は３０〜６０メッシュ
オ−ダ−のダイヤモンドと１〜１０μＷＣとを含む硬質
金属粉末との混合粉末を銅基合金より成るバインダ−合
金を溶融、浸透、焼結させた２ｍｍφ×５ｍｍｌ程度の
チップを予め製作しておき、カ−ボンモ−ルドの内外径
部に糊付けした後、内部に基部を形成する３０〜６０メ
ッシュオ−ダ−のダイヤモンドと１〜１０μＷＣとを含
む通常配合粉体を充填し、前記チップに使用のバインダ
−合金より融点の低い銅基合金より成るバインダ−合金
を溶融浸透したる後に焼結されたダイヤモンドビットの
内外径部である請求項（１）に記載の内外径部強化ダイ
ヤモンドビット。 - 【請求項５】 中心方向へ下降傾斜した上型を有するカ
−ボンモ−ルド内にダイヤモンド粒と硬質金属粉末との
混合体を充填しシャンク材を直立させ、該シャンク材の
下端近傍の前記上型カ−ボンモ−ルド上にバインダ−合
金を置き不活性または還元性雰囲気中にて加熱すること
により該バインダ−合金を前記混合体に溶融浸透焼結さ
せるインプレグネ−テット型ダイヤモンドビットの製造
方法において、前記カ−ボンモ−ルドの内外径部に比較
的大粒硬質金属粉末とダイヤモンド粒を混合した粉末、
もしくはダイヤモンド集中度の高いダイヤモンド粉末と
硬質金属粉末とを糊付けした後に、基部を形成する内部
に通常配合粉体を充填し前記バインダ−合金を溶融浸透
焼結させることを特徴とする内外径部強化ダイヤモンド
ビットの製造方法。 - 【請求項６】 中心方向に下降傾斜した上型を有するカ
−ボンモ−ルド内にダイヤモンド粒と硬質金属粉末との
混合体を充填しシャンク材を直立させ、該シャンク材の
下端近傍の前記上型カ−ボンモ−ルド上にバインダ−合
金を置き不活性もしくは還元性雰囲気中にて加熱するこ
とにより該バインダ−合金を前記混合体に溶融浸透焼結
させるインプレグネ−テット型ダイヤモンドビットの製
造方法において、ダイヤモンド粉を分散させた２ｍｍφ
×５ｍｍ程度のチップを予め焼結製作しておき、該チッ
プを前記カ−ボンモ−ルドの内外径部にセットした後、
基部を形成する内部に通常配合粉体を充填し前記バイン
ダ−合金を溶融浸透焼結させることを特徴とする内外径
部強化ダイヤモンドビットの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32174894A JPH08155946A (ja) | 1994-11-30 | 1994-11-30 | 内外径部強化ダイヤモンドビットおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32174894A JPH08155946A (ja) | 1994-11-30 | 1994-11-30 | 内外径部強化ダイヤモンドビットおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08155946A true JPH08155946A (ja) | 1996-06-18 |
Family
ID=18136013
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32174894A Pending JPH08155946A (ja) | 1994-11-30 | 1994-11-30 | 内外径部強化ダイヤモンドビットおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08155946A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0747168A2 (en) * | 1995-06-07 | 1996-12-11 | Ronald Carlysle Wiand | Method of spaced distribution for diamond abrasive articles |
| JP2012067573A (ja) * | 2010-09-24 | 2012-04-05 | Tadao Ishikawa | マトリックスからのダイヤ砥粒の突出高さを調節でき、内外径を強固に維持できる表面植込み型ダイヤモンド・ビット |
| CN113445929A (zh) * | 2021-07-30 | 2021-09-28 | 武汉万邦激光金刚石工具股份有限公司 | 强化热压柱状金刚石复合体孕镶钻头及其制造方法 |
| CN114799176A (zh) * | 2022-04-11 | 2022-07-29 | 中国地质科学院探矿工艺研究所 | 一种中频炉无压烧结金刚石扩孔器用模具 |
| CN115401197A (zh) * | 2022-08-17 | 2022-11-29 | 中铁第四勘察设计院集团有限公司 | 孕镶金刚石钻头制造模具、制造方法及孕镶金刚石钻头 |
| CN116652190A (zh) * | 2023-07-28 | 2023-08-29 | 金石钻探(唐山)股份有限公司 | 一种金刚石钻头新型模具及制造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63230306A (ja) * | 1987-03-02 | 1988-09-26 | ヒルティ・アクチエンゲゼルシャフト | 中空ドリル |
-
1994
- 1994-11-30 JP JP32174894A patent/JPH08155946A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63230306A (ja) * | 1987-03-02 | 1988-09-26 | ヒルティ・アクチエンゲゼルシャフト | 中空ドリル |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| EP0747168A2 (en) * | 1995-06-07 | 1996-12-11 | Ronald Carlysle Wiand | Method of spaced distribution for diamond abrasive articles |
| EP0747168A3 (en) * | 1995-06-07 | 1997-10-08 | Wiand Ronald C | Method of manufacturing a diamond-based abrasive, with area distribution |
| JP2012067573A (ja) * | 2010-09-24 | 2012-04-05 | Tadao Ishikawa | マトリックスからのダイヤ砥粒の突出高さを調節でき、内外径を強固に維持できる表面植込み型ダイヤモンド・ビット |
| CN113445929A (zh) * | 2021-07-30 | 2021-09-28 | 武汉万邦激光金刚石工具股份有限公司 | 强化热压柱状金刚石复合体孕镶钻头及其制造方法 |
| CN113445929B (zh) * | 2021-07-30 | 2024-05-17 | 武汉万邦激光金刚石工具股份有限公司 | 强化热压柱状金刚石复合体孕镶钻头及其制造方法 |
| CN114799176A (zh) * | 2022-04-11 | 2022-07-29 | 中国地质科学院探矿工艺研究所 | 一种中频炉无压烧结金刚石扩孔器用模具 |
| CN115401197A (zh) * | 2022-08-17 | 2022-11-29 | 中铁第四勘察设计院集团有限公司 | 孕镶金刚石钻头制造模具、制造方法及孕镶金刚石钻头 |
| CN115401197B (zh) * | 2022-08-17 | 2024-01-23 | 中铁第四勘察设计院集团有限公司 | 孕镶金刚石钻头制造模具、制造方法及孕镶金刚石钻头 |
| CN116652190A (zh) * | 2023-07-28 | 2023-08-29 | 金石钻探(唐山)股份有限公司 | 一种金刚石钻头新型模具及制造方法 |
| CN116652190B (zh) * | 2023-07-28 | 2023-10-03 | 金石钻探(唐山)股份有限公司 | 一种金刚石钻头新型模具及制造方法 |
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