JPH11915A - コアビット - Google Patents
コアビットInfo
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- JPH11915A JPH11915A JP9191738A JP19173897A JPH11915A JP H11915 A JPH11915 A JP H11915A JP 9191738 A JP9191738 A JP 9191738A JP 19173897 A JP19173897 A JP 19173897A JP H11915 A JPH11915 A JP H11915A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diamond
- core bit
- metal bond
- chip
- abrasive grains
- Prior art date
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
- B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
- B28D1/00—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor
- B28D1/02—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor by sawing
- B28D1/04—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor by sawing with circular or cylindrical saw-blades or saw-discs
- B28D1/041—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor by sawing with circular or cylindrical saw-blades or saw-discs with cylinder saws, e.g. trepanning; saw cylinders, e.g. having their cutting rim equipped with abrasive particles
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
- Drilling Tools (AREA)
- Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】耐久性に富み切れ味良好なインプリタイプの乾
式コアビットを提供する。 【解決手段】ダイヤモンド砥粒としてインクルージョン
量０．０３ｗｔ％以下で溶媒金属の主成分がＦｅ−Ｎｉ
である耐高温の砥粒を特定すると共に、微粒のグラファ
イトを０．１〜２．０ｗｔ％配合したメタルボンドを使
用する。
式コアビットを提供する。 【解決手段】ダイヤモンド砥粒としてインクルージョン
量０．０３ｗｔ％以下で溶媒金属の主成分がＦｅ−Ｎｉ
である耐高温の砥粒を特定すると共に、微粒のグラファ
イトを０．１〜２．０ｗｔ％配合したメタルボンドを使
用する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、モルタル、穴あきＰＣ
板、鉄筋コンクリート等コンクリート構造物の乾式穿孔
用コアビットに関する。
板、鉄筋コンクリート等コンクリート構造物の乾式穿孔
用コアビットに関する。
【０００２】
【従来の技術】コンクリート構造物への穿孔に用いるコ
アビットは、有底の円筒形のボディの開口端にダイヤモ
ンドチップを周方向に等間隔で取付けてなるもので、モ
ータ等により回転駆動させてコンクリート構造物へ開口
端を押し付けることにより、環状の溝を研削しながら穿
孔するようになっている。
アビットは、有底の円筒形のボディの開口端にダイヤモ
ンドチップを周方向に等間隔で取付けてなるもので、モ
ータ等により回転駆動させてコンクリート構造物へ開口
端を押し付けることにより、環状の溝を研削しながら穿
孔するようになっている。
【０００３】かかるコアドリルビットは、穿孔時に冷却
水を使用する湿式用と風冷による乾式用に分けられる。
湿式用は重負荷研削が可能のため生産性が高いが、エネ
ルギー消費量と環境への配慮が必要となる。一方乾式用
は、冷却水を使用しないため被加工物を汚すこと無く環
境問題は少ないが、研削面が高温となり工具寿命が短い
等の得失を有する。
水を使用する湿式用と風冷による乾式用に分けられる。
湿式用は重負荷研削が可能のため生産性が高いが、エネ
ルギー消費量と環境への配慮が必要となる。一方乾式用
は、冷却水を使用しないため被加工物を汚すこと無く環
境問題は少ないが、研削面が高温となり工具寿命が短い
等の得失を有する。
【０００４】しかしながら、建材等コンクリート構造物
の穿孔は、使用場所においていわゆる現場合わせで作業
することが多く、また、冷却水の得にくいこともあり、
主として軽便な乾式用のものが用いられている。
の穿孔は、使用場所においていわゆる現場合わせで作業
することが多く、また、冷却水の得にくいこともあり、
主として軽便な乾式用のものが用いられている。
【０００５】一般に、乾式用のコアドリルビットは、
【図１】に示すように圧縮空気が軸穴１を通してボディ
２内に導入され研削部を経てボディ２の外周部に流出さ
れる構造になっている。この空気流によりダイヤモンド
チップ３の冷却と発生する切り粉の排出が行われる。
２内に導入され研削部を経てボディ２の外周部に流出さ
れる構造になっている。この空気流によりダイヤモンド
チップ３の冷却と発生する切り粉の排出が行われる。
【０００６】かかるダイヤモンドチップは、タングステ
ンＷ等硬質粒子とコバルトＣｏ等を主成分とするメタル
ボンドとダイヤモンド砥粒からなり、メタルボンド中に
ダイヤモンド砥粒を混在させたインプリタイプのものが
多く用いられている。このタイプのものでは、穿孔時、
切り粉によりダイヤモンドチップの摩耗が進行するにつ
れ、ダイヤモンド砥粒が次々と現れる自生作用が行われ
る。
ンＷ等硬質粒子とコバルトＣｏ等を主成分とするメタル
ボンドとダイヤモンド砥粒からなり、メタルボンド中に
ダイヤモンド砥粒を混在させたインプリタイプのものが
多く用いられている。このタイプのものでは、穿孔時、
切り粉によりダイヤモンドチップの摩耗が進行するにつ
れ、ダイヤモンド砥粒が次々と現れる自生作用が行われ
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】インプリタイプのダイ
ヤモンドチップを用いて乾式にて穿孔を行う場合、該チ
ップをコンクリート構造物に強く押し付けて穿孔する
と、湿式の場合と異なり、摩擦熱の発生が大きく、その
上狭小な円筒溝には圧縮空気も流れ難いため冷却効果も
弱く、研削部分が高温となる。
ヤモンドチップを用いて乾式にて穿孔を行う場合、該チ
ップをコンクリート構造物に強く押し付けて穿孔する
と、湿式の場合と異なり、摩擦熱の発生が大きく、その
上狭小な円筒溝には圧縮空気も流れ難いため冷却効果も
弱く、研削部分が高温となる。
【０００８】ダイヤモンド砥粒は、空気中においては、
６００℃以上になると熱損傷を受け始め、９００℃以上
になるとメタルボンドの摩耗以前にダイヤモンド砥粒の
ガス化をや破砕・摩耗を生じ、自生作用が阻害され切れ
止んでしまう。そのため強く押し付けて迅速に穿孔する
ことが出来なかった。
６００℃以上になると熱損傷を受け始め、９００℃以上
になるとメタルボンドの摩耗以前にダイヤモンド砥粒の
ガス化をや破砕・摩耗を生じ、自生作用が阻害され切れ
止んでしまう。そのため強く押し付けて迅速に穿孔する
ことが出来なかった。
【０００９】そこで、継続して自生作用を生じ易くする
ためには、メタルボンドに摩耗し易いものを使用すると
よいが、こうしたものは一般に脆く、チップの強度が弱
くなる難点があった。
ためには、メタルボンドに摩耗し易いものを使用すると
よいが、こうしたものは一般に脆く、チップの強度が弱
くなる難点があった。
【００１０】本発明は、上記の課題を解決し、切れ味良
好かつ耐久性に富む乾式用のコアビットを提供すること
を目的とする。
好かつ耐久性に富む乾式用のコアビットを提供すること
を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明のコアビットの特
徴は、穿孔刃先となるダイヤモンドチップが、インクル
ージョン量が０．０３ｗｔ％以下であり溶媒金属の主成
分がＦｅ−Ｎｉであるダイヤモンド砥粒と、グラファイ
ト含有量が０．１ｗｔ％以上２．０ｗｔ％以下のメタル
ボンドにより形成されていることである。
徴は、穿孔刃先となるダイヤモンドチップが、インクル
ージョン量が０．０３ｗｔ％以下であり溶媒金属の主成
分がＦｅ−Ｎｉであるダイヤモンド砥粒と、グラファイ
ト含有量が０．１ｗｔ％以上２．０ｗｔ％以下のメタル
ボンドにより形成されていることである。
【００１２】メタルボンドに含むグラファイトについて
はその粒径が、ダイヤモンド砥粒径の１／１０以下であ
ること、メタルボンド組成として、前記グラファイトを
含むほかＮｉ−Ｓｎ金属間化合物を含むこと、ダイヤモ
ンドチップをボディ埋込型としボディ端面よりの突出高
さを３．０ｍｍ以下とすること等が好ましい実施態様で
ある。
はその粒径が、ダイヤモンド砥粒径の１／１０以下であ
ること、メタルボンド組成として、前記グラファイトを
含むほかＮｉ−Ｓｎ金属間化合物を含むこと、ダイヤモ
ンドチップをボディ埋込型としボディ端面よりの突出高
さを３．０ｍｍ以下とすること等が好ましい実施態様で
ある。
【００１３】また、穿孔径１０．０〜１５０．０ｍｍφ
のコアビットにおいては、集中度２０以上４０以下、チ
ップ占有率１５％以上４０％以下にすることが好個の実
施態様である。ここに、チップ占有率とは、次式で示す
値である。 チップ占有率＝［（チップ長×チップ数）／ボディ円
周］×１００（％）
のコアビットにおいては、集中度２０以上４０以下、チ
ップ占有率１５％以上４０％以下にすることが好個の実
施態様である。ここに、チップ占有率とは、次式で示す
値である。 チップ占有率＝［（チップ長×チップ数）／ボディ円
周］×１００（％）
【００１４】本発明者等は種々の試験研究の結果、次の
知見に基づいて本発明を完成した。即ち、乾式用の穿孔
にあっては、研削面が高温になることは避け得られな
い。使用時の火花の発生状況や、ダイヤモンドチップ砥
面の損傷状況から特にダイヤモンド砥粒先端が９００℃
以上、場合により１１００℃にも達する。
知見に基づいて本発明を完成した。即ち、乾式用の穿孔
にあっては、研削面が高温になることは避け得られな
い。使用時の火花の発生状況や、ダイヤモンドチップ砥
面の損傷状況から特にダイヤモンド砥粒先端が９００℃
以上、場合により１１００℃にも達する。
【００１５】かかる高温状態では、ダイヤモンド砥粒の
炭化現象や不純物の影響等が砥粒物性の劣化として現
れ、高温強度が低くなる。一方、高温空気中において
は、ダイヤモンド砥粒の損傷は上記機械的な物性劣化だ
けでなく、酸化作用によりＣＯ２となる化学的変化も並
行して生じている。
炭化現象や不純物の影響等が砥粒物性の劣化として現
れ、高温強度が低くなる。一方、高温空気中において
は、ダイヤモンド砥粒の損傷は上記機械的な物性劣化だ
けでなく、酸化作用によりＣＯ２となる化学的変化も並
行して生じている。
【００１６】そこで、 （１）化学的な酸化作用に対しては、狭い溝空間で研削
するコアビットの特殊性を活かし、研削環境を非酸化性
の状況として使用する。 （２）機械的な物性劣化に対しては、ダイヤモンド砥粒
の選定条件にインクルージョン量及び溶媒金属を特定し
て高温強度の高い砥粒を使用する。 ことにより課題を解決するものである。
するコアビットの特殊性を活かし、研削環境を非酸化性
の状況として使用する。 （２）機械的な物性劣化に対しては、ダイヤモンド砥粒
の選定条件にインクルージョン量及び溶媒金属を特定し
て高温強度の高い砥粒を使用する。 ことにより課題を解決するものである。
【００１７】
【作用】研削環境を非酸化性の状況として使用するに
は、圧縮空気の替わりにＮ２ガス等不活性ガスを流せば
よいが、作業現場でそのようなガス源が容易に得られる
とは限らないし、ダイヤモンドチップがコンクリート構
造物に押し付けられている接触面砥粒刃先までは流入し
難い。
は、圧縮空気の替わりにＮ２ガス等不活性ガスを流せば
よいが、作業現場でそのようなガス源が容易に得られる
とは限らないし、ダイヤモンドチップがコンクリート構
造物に押し付けられている接触面砥粒刃先までは流入し
難い。
【００１８】そこで、メタルボンドの中にグラファイト
を適量混在させれば、メタルボンド表面に存在するグラ
ファイト粒子はダイヤモンド砥粒が酸化するよりも低い
温度５００℃から６００℃で酸化し炭酸ガスＣＯ２に変
わる。メタルボンドの摩耗につれて新しいグラファイト
が表出し炭酸ガス化するのでＣＯ２は穿孔中連続して発
生する。従って、このコアビットは炭酸ガスの円筒鞘の
中で研削していることになる。
を適量混在させれば、メタルボンド表面に存在するグラ
ファイト粒子はダイヤモンド砥粒が酸化するよりも低い
温度５００℃から６００℃で酸化し炭酸ガスＣＯ２に変
わる。メタルボンドの摩耗につれて新しいグラファイト
が表出し炭酸ガス化するのでＣＯ２は穿孔中連続して発
生する。従って、このコアビットは炭酸ガスの円筒鞘の
中で研削していることになる。
【００１９】この際、完全な無酸素状態を形成すること
は、望ましいが実用上必要ない。空気中でのダイヤモン
ド砥粒の酸化を実用上の使用に耐える程度に抑制すれば
足りるからである。
は、望ましいが実用上必要ない。空気中でのダイヤモン
ド砥粒の酸化を実用上の使用に耐える程度に抑制すれば
足りるからである。
【００２０】以上の見地から、グラファイトの添加量は
多い程空気中の酸素に対するＣＯ２の遮蔽効果は良い
が、具体的なグラファイトの添加量として、メタルボン
ド中に０．１ｗｔ％以上２．０ｗｔ％以下としたのは、
０．１ｗｔ％以下ではＣＯ２が不足するほか、固体潤滑
材としての性能が劣り焼きつきが起こり、２．０ｗｔ％
以上では、メタルボンドが脆くなり過ぎ摩耗が大きくな
り過ぎるためである。
多い程空気中の酸素に対するＣＯ２の遮蔽効果は良い
が、具体的なグラファイトの添加量として、メタルボン
ド中に０．１ｗｔ％以上２．０ｗｔ％以下としたのは、
０．１ｗｔ％以下ではＣＯ２が不足するほか、固体潤滑
材としての性能が劣り焼きつきが起こり、２．０ｗｔ％
以上では、メタルボンドが脆くなり過ぎ摩耗が大きくな
り過ぎるためである。
【００２１】また、グラファイトの粒径としては、使用
するダイヤモンド砥粒の粒径の１／１０以下が望まし
い。穿孔後のメタルボンド面は、グラファイトの燃焼跡
が黒化した窪みとして存在しておりその部分がチップポ
ケットにもなっている。ダイヤモンド砥粒に匹敵する程
度グラファイト粗粒を使用すると、モルタル等軟質のコ
ンクリート構造物を穿孔する場合には、切り粉も大きく
なり切れ味も良くなるが、骨材入りのコンクリート等硬
質のものを穿孔する場合にはボンド自体の抗折力が低
く、摩耗量が大きくなり寿命が短くなる。１／１０以下
の微粉としたのは、寧ろグラファイトの固体潤滑性能を
期待したものである。
するダイヤモンド砥粒の粒径の１／１０以下が望まし
い。穿孔後のメタルボンド面は、グラファイトの燃焼跡
が黒化した窪みとして存在しておりその部分がチップポ
ケットにもなっている。ダイヤモンド砥粒に匹敵する程
度グラファイト粗粒を使用すると、モルタル等軟質のコ
ンクリート構造物を穿孔する場合には、切り粉も大きく
なり切れ味も良くなるが、骨材入りのコンクリート等硬
質のものを穿孔する場合にはボンド自体の抗折力が低
く、摩耗量が大きくなり寿命が短くなる。１／１０以下
の微粉としたのは、寧ろグラファイトの固体潤滑性能を
期待したものである。
【００２２】高温強度の高いダイヤモンド砥粒選定につ
いては、通常、ポットミル法によるＴＴＩ（Ｔｈｅｒｍ
ａｌ Ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ Ｉｎｄｅｘ）が用いられる
が、本発明のコアビットのように苛酷な使用条件のダイ
ヤモンド砥粒については、８００〜１２００℃の何れの
温度のＴＴＩ値に着目しても、単なるＴＴＩ値のみでは
適切な砥粒を選定することができなかった。そこで、こ
れに更に、ダイヤモンド砥粒のインクルージョン量及び
溶媒金属を特定すれば高温強度の高いダイヤモンド砥粒
を選定出来るという知見を得た。
いては、通常、ポットミル法によるＴＴＩ（Ｔｈｅｒｍ
ａｌ Ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ Ｉｎｄｅｘ）が用いられる
が、本発明のコアビットのように苛酷な使用条件のダイ
ヤモンド砥粒については、８００〜１２００℃の何れの
温度のＴＴＩ値に着目しても、単なるＴＴＩ値のみでは
適切な砥粒を選定することができなかった。そこで、こ
れに更に、ダイヤモンド砥粒のインクルージョン量及び
溶媒金属を特定すれば高温強度の高いダイヤモンド砥粒
を選定出来るという知見を得た。
【００２３】即ち、ダイヤモンド砥粒の溶媒金属の主成
分がＦｅ−Ｃｏ及びＮｉ−Ｍｎの場合は強度が低く、Ｆ
ｅ−Ｎｉの場合は頑強であり、インクルージョン量につ
いては少ないに越したことはないが０．０３ｗｔ％以下
であれば満足すべきダイヤモンド砥粒が得られることが
判った。
分がＦｅ−Ｃｏ及びＮｉ−Ｍｎの場合は強度が低く、Ｆ
ｅ−Ｎｉの場合は頑強であり、インクルージョン量につ
いては少ないに越したことはないが０．０３ｗｔ％以下
であれば満足すべきダイヤモンド砥粒が得られることが
判った。
【００２４】以上のようにＣＯ２雰囲気の下、高強度の
ダイヤモンド砥粒を使用する事で、継続して穿孔するコ
ンクリート構造物から切り粉が発生する。インプリタイ
プのダイヤモンドチップにおいて自生作用が継続して生
ずるには、ダイヤモンド砥粒によりコンクリート構造物
の切り粉が発生し、その切り粉によってメタルボンドの
表面が摩耗後退して、傷んだダイヤモンド砥粒が脱落
し、新しいダイヤモンド砥粒表出することが繰り返し行
わなければならない。ボンドの後退性を良くするため
に、成る可く大きな切り粉を発生させるよう＃４０／５
０よりも大きい粒径のダイヤモンド砥粒の使用を選ん
だ。
ダイヤモンド砥粒を使用する事で、継続して穿孔するコ
ンクリート構造物から切り粉が発生する。インプリタイ
プのダイヤモンドチップにおいて自生作用が継続して生
ずるには、ダイヤモンド砥粒によりコンクリート構造物
の切り粉が発生し、その切り粉によってメタルボンドの
表面が摩耗後退して、傷んだダイヤモンド砥粒が脱落
し、新しいダイヤモンド砥粒表出することが繰り返し行
わなければならない。ボンドの後退性を良くするため
に、成る可く大きな切り粉を発生させるよう＃４０／５
０よりも大きい粒径のダイヤモンド砥粒の使用を選ん
だ。
【００２５】一方、コアドリルビットが穿孔時に受ける
法線方向の力はダイヤモンド砥粒に加わり、これを保持
するメタルボンドはこの応力に耐えなければならない。
しかしながら乾式での穿孔中の高温は、メタルボンドを
軟化させ砥粒がボンド中に圧入されることもあり得る。
これによりダイヤモンド砥粒の砥出量は減少し更にボン
ドと被削材との摩擦が増加し加熱が進み得る。換言すれ
ば、常に新しいダイヤモンド砥粒がメタルボンド面より
突出するには、メタルボンドは高温においても強度を維
持し後退性のよいことが必要である。
法線方向の力はダイヤモンド砥粒に加わり、これを保持
するメタルボンドはこの応力に耐えなければならない。
しかしながら乾式での穿孔中の高温は、メタルボンドを
軟化させ砥粒がボンド中に圧入されることもあり得る。
これによりダイヤモンド砥粒の砥出量は減少し更にボン
ドと被削材との摩擦が増加し加熱が進み得る。換言すれ
ば、常に新しいダイヤモンド砥粒がメタルボンド面より
突出するには、メタルボンドは高温においても強度を維
持し後退性のよいことが必要である。
【００２６】このため、メタルボンドの組成として、前
述のグラファイトの他にＮｉ−Ｓｎ金属間化合物の原料
粉末を適量配合した。この金属間化合物は硬度が高く抗
折力が低い上高温でも軟化し難いので好適である。５
０．０ｗｔ％超える場合は、脆くなり過ぎ抗折力が不足
しチップ割れが発生する。１５．０ｗｔ％未満であれ
ば、硬度が足らなくなる。
述のグラファイトの他にＮｉ−Ｓｎ金属間化合物の原料
粉末を適量配合した。この金属間化合物は硬度が高く抗
折力が低い上高温でも軟化し難いので好適である。５
０．０ｗｔ％超える場合は、脆くなり過ぎ抗折力が不足
しチップ割れが発生する。１５．０ｗｔ％未満であれ
ば、硬度が足らなくなる。
【００２７】なお、この際抗折力が小さいため、
【図４】（Ａ）のようなチップ突出型では破砕し使用に
耐えないので、
耐えないので、
【図４】（Ｂ）のようなボディ開口端に凹部を設けその
中にチップを挿入し鑞付けするチップ埋込型を採用し
た。以下実施例でその詳細を述べる。
中にチップを挿入し鑞付けするチップ埋込型を採用し
た。以下実施例でその詳細を述べる。
【００２８】
【実施例１】 （１）ダイヤモンド砥粒の選定 高温強度の高いといわれる市販のソーグレイド用のダイ
ヤモンド砥粒Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤの４種を準備し、
ヤモンド砥粒Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤの４種を準備し、
【表１】 のダイヤモンドチップを作成して、これを用いて
【表２】 のコアビットを試作した。このコアビットを
【表３】 の穿孔装置に装着して
【表４】 の被加工部材の乾式穿孔試験を行った。この際、風冷
は、ハンディな電動装置のため圧縮空気を使用すること
ができず、モータ回転による微風の冷却状況で行った。
は、ハンディな電動装置のため圧縮空気を使用すること
ができず、モータ回転による微風の冷却状況で行った。
【００２９】砥粒別の穿孔時間（切れ味）と摩耗量の試
験結果をそれぞれ
験結果をそれぞれ
【図５】
【図６】に示す。
【００３０】砥粒Ｂ及びＤは、穿孔時間も長く、数回の
穿孔で切れ止んだ。穿孔後の砥粒面の観察では破砕の跡
も見られたが、砥粒の切れ刃が丸く摩耗していた。砥粒
Ａ及びＣは、共に良く切れ連続使用に耐えチップがなく
なるまで使用可能であったが、砥粒Ａの方が砥粒Ｂより
も摩耗量が少なく一番良いといえる。
穿孔で切れ止んだ。穿孔後の砥粒面の観察では破砕の跡
も見られたが、砥粒の切れ刃が丸く摩耗していた。砥粒
Ａ及びＣは、共に良く切れ連続使用に耐えチップがなく
なるまで使用可能であったが、砥粒Ａの方が砥粒Ｂより
も摩耗量が少なく一番良いといえる。
【００３１】この砥粒４種についてその不純物を化学分
析し、参考に常温の靭性率ＴＩと高温の靭性率ＴＴＩ
（１１００℃）の測定を行った。測定結果を
析し、参考に常温の靭性率ＴＩと高温の靭性率ＴＴＩ
（１１００℃）の測定を行った。測定結果を
【表５】 に示す。従来選別法としては、高温靭性率ＴＴＩ（１１
００℃）が指標とされていたが、明らかに砥粒Ｄは低い
値であり、前記
００℃）が指標とされていたが、明らかに砥粒Ｄは低い
値であり、前記
【図５】の穿孔時間が長く、
【図６】の摩耗量が少ないのは、ダイヤモンド砥粒の切
れ刃が摩耗し易く、直ぐにこの切れ刃が加工能力を失い
数回の穿孔で切れ止んだものである。
れ刃が摩耗し易く、直ぐにこの切れ刃が加工能力を失い
数回の穿孔で切れ止んだものである。
【００３２】しかしながら、砥粒Ａ、Ｂ、Ｃは高温靭性
率ＴＴＩ（１１００℃）に殆ど有意差が見られなかった
が、砥粒Ｂはインクルージョン量が大きいことから砥粒
Ｄと同様の結果となり、本発明のコアビットには、イン
クルージョン量０．０３ｗｔ％以下であり、かつ溶媒金
属がＦｅ−Ｎｉを主成分とするダイヤモンド砥粒を使用
すれば良い結果が得られることが判った。
率ＴＴＩ（１１００℃）に殆ど有意差が見られなかった
が、砥粒Ｂはインクルージョン量が大きいことから砥粒
Ｄと同様の結果となり、本発明のコアビットには、イン
クルージョン量０．０３ｗｔ％以下であり、かつ溶媒金
属がＦｅ−Ｎｉを主成分とするダイヤモンド砥粒を使用
すれば良い結果が得られることが判った。
【００３３】
【実施例２】 （２）メタルボンドの選定 次にメタルボンドの選定について述べる。乾式のコアビ
ットのメタルボンド組成に要求されるのは、前述のよう
にいわゆる硬くて脆い性質である。そこで
ットのメタルボンド組成に要求されるのは、前述のよう
にいわゆる硬くて脆い性質である。そこで
【表６】 に示すように組成Ａ、Ｂ、Ｃの３種類について焼結して
物性を調べた。測定結果を
物性を調べた。測定結果を
【表７】 に示す。
【００３４】組成Ａは従来の市販品に多く用いられてい
るタングステンＷにコバルトＣｏを主成分とするメタル
ボンドである。Ｃｏはダイヤモンドの保持力高く、靭性
にも富むが故に脆さに欠ける。組成ＢはＣｏの一部をＮ
ｉに置換し、Ｓｎを配してＮｉ−Ｓｎの金属間化合物を
作り硬度と脆性を得ようとするものである。組成Ｃは、
軟質のブロンズボンド系にＮｉ−Ｓｎの金属間化合物と
ＣＯ２中の穿孔と潤滑性能を図ってグラファイトを添加
したものである。
るタングステンＷにコバルトＣｏを主成分とするメタル
ボンドである。Ｃｏはダイヤモンドの保持力高く、靭性
にも富むが故に脆さに欠ける。組成ＢはＣｏの一部をＮ
ｉに置換し、Ｓｎを配してＮｉ−Ｓｎの金属間化合物を
作り硬度と脆性を得ようとするものである。組成Ｃは、
軟質のブロンズボンド系にＮｉ−Ｓｎの金属間化合物と
ＣＯ２中の穿孔と潤滑性能を図ってグラファイトを添加
したものである。
【００３５】
【表５】の砥粒Ａを使用し、
【表１】のダイヤモンドチップにおいて、メタルボンド
の組成を変え性能を試験した。組成として
の組成を変え性能を試験した。組成として
【表６】の組成３種について
【表２】のコアビットを製作し性能を試験した。試験条
件として、
件として、
【表３】の穿孔装置
【表４】の被加工部材を用いた。
【００３６】コアビットは、組成Ｃの抗折力が約４５ｋ
ｇｆ／ｍｍ２と小さいため、
ｇｆ／ｍｍ２と小さいため、
【図４】（Ｂ）のようなボディ開口端に凹部を設けその
中にチップを挿入し鑞付けするチップ埋込型を採用し
た。
中にチップを挿入し鑞付けするチップ埋込型を採用し
た。
【図４】（Ａ）のようなチップ突出型では破砕し使用に
耐えないからである。
耐えないからである。
【００３７】この際、ボディ端面からのチップ突出量は
１．５ｍｍとしたが、新品の使用初めのとき僅かでも突
出しておれば、継続して穿孔できることを確認した。使
用によりチップが摩耗した結果ボディ端面と面一状態と
なっても、継続して穿孔できるのはダイヤモンドチップ
の自生発刃作用によって、その間に微小な段差存在して
いると考えられる。
１．５ｍｍとしたが、新品の使用初めのとき僅かでも突
出しておれば、継続して穿孔できることを確認した。使
用によりチップが摩耗した結果ボディ端面と面一状態と
なっても、継続して穿孔できるのはダイヤモンドチップ
の自生発刃作用によって、その間に微小な段差存在して
いると考えられる。
【００３８】この結果を
【表８】 に示す。組成Ａ及び組成Ｂでは、メタルボンドの後退が
少なく２〜４回で目詰まりして切れなくなったのに対
し、組成Ｃでは、連続穿孔が可能で最後まで使用でき
た。
少なく２〜４回で目詰まりして切れなくなったのに対
し、組成Ｃでは、連続穿孔が可能で最後まで使用でき
た。
【００３９】次に
【表６】の配合組成Ｃにおいて、グラファイトの添加量
を変化させて、同一条件で試験し、その影響を調べた。
なお、このときのグラファイトの粒径は６μｍである。
を変化させて、同一条件で試験し、その影響を調べた。
なお、このときのグラファイトの粒径は６μｍである。
【００４０】結果を
【図７】
【図８】に示す。グラファイトの添加量が増加するにつ
れて穿孔時間が短く良く切れるが摩耗量も増大すること
が判る。グラファイトの添加量が２．０ｗｔ％の状態で
は、１．１〜１．６ｍｍと摩耗量が大きくばらつき、更
に２．０ｗｔ％を超えると摩耗量も急激に増加してダイ
ヤモンドチップに割れが生じた。
れて穿孔時間が短く良く切れるが摩耗量も増大すること
が判る。グラファイトの添加量が２．０ｗｔ％の状態で
は、１．１〜１．６ｍｍと摩耗量が大きくばらつき、更
に２．０ｗｔ％を超えると摩耗量も急激に増加してダイ
ヤモンドチップに割れが生じた。
【００４１】グラファイトの添加量が無しの状態及び
０．１ｗｔ％未満の状態では、ダイヤモンドチップ面が
黒化し焼け付きが発生する場合が生じた。焼け付きが発
生すると摩耗量が急増し、切れ止んで穿孔が継続できな
くなった。
０．１ｗｔ％未満の状態では、ダイヤモンドチップ面が
黒化し焼け付きが発生する場合が生じた。焼け付きが発
生すると摩耗量が急増し、切れ止んで穿孔が継続できな
くなった。
【００４２】また、グラファイトの粒径について１００
μｍの粗粒の場合と６μｍの微粒の場合を同様に試験し
た。このときのグラファイトの添加量は０．５ｗｔ％で
ある。穿孔後のダイヤモンドチップ面の観察では、メタ
ルボンド表面にほぼグラファイト粒径大の窪みが見られ
た。粗粒の場合チップポケット的な作用をしており、切
れ味は良いが摩耗が大きいと共にダイヤモンドチップに
割れが発生した。微粒の場合には、メタルボンド表面全
面に微細な窪みが分布しており黒く酸化しているのが見
られた。メタルボンドの破砕性を上げ、潤滑性能を果た
し、ＣＯ２発生源となっているのが判る。
μｍの粗粒の場合と６μｍの微粒の場合を同様に試験し
た。このときのグラファイトの添加量は０．５ｗｔ％で
ある。穿孔後のダイヤモンドチップ面の観察では、メタ
ルボンド表面にほぼグラファイト粒径大の窪みが見られ
た。粗粒の場合チップポケット的な作用をしており、切
れ味は良いが摩耗が大きいと共にダイヤモンドチップに
割れが発生した。微粒の場合には、メタルボンド表面全
面に微細な窪みが分布しており黒く酸化しているのが見
られた。メタルボンドの破砕性を上げ、潤滑性能を果た
し、ＣＯ２発生源となっているのが判る。
【００４３】
【実施例３】 （３）コアビットの仕様の選定 以上の結果から、ダイヤモンド砥粒を
【表５】の砥粒Ａ、メタルボンドの組成を
【表６】の組成Ｃとし、集中度、チップ数、チップ長を
変化させて
変化させて
【表９】 上段のコアビットの試作品ＡからＨまで８種を試作し
た。これを
た。これを
【表３】の穿孔装置に装着して、
【表４】の被加工部材穿孔して、切れ味及び摩耗の状況
を試験した。
を試験した。
【００４４】結果を
【表９】下段に示す。 表中の切れ味欄の符号は、それぞれ下記状態を示す。 ◎：よく切れるが、摩耗も大きい。 ○：穿孔速度が早い。 △：○印に比し、穿孔速度がやや遅い。 ×：穿孔不可。 チップ占有率＝積／円周×１００（％）
【００４５】以上から集中度およびチップ占有率が高い
試作品Ａ、Ｄは、穿孔開始後瞬時に目詰まりして切れ止
む。また、集中度が高くとも試作品Ｂ、Ｃのようにチッ
プ占有率が小さい場合には、切れ味は良好だが摩耗が大
きく寿命が短いことが判った。従って、鉄筋コンクリー
トのような硬い材料を乾式穿孔するコアドリルビツト
は、仕様の範囲は比較的狭く、試作品Ｇ、Ｅ、Ｈ、Ｆを
含む集中度２０〜４０、チップ占有率２２〜３７％の範
囲と限定される。勿論、被穿孔材がモルタルのような軟
質のコンクリート構造物であれば、仕様の範囲が広がる
ことは当然であり、当該コアビットは乾式用の汎用品と
して使用できる。
試作品Ａ、Ｄは、穿孔開始後瞬時に目詰まりして切れ止
む。また、集中度が高くとも試作品Ｂ、Ｃのようにチッ
プ占有率が小さい場合には、切れ味は良好だが摩耗が大
きく寿命が短いことが判った。従って、鉄筋コンクリー
トのような硬い材料を乾式穿孔するコアドリルビツト
は、仕様の範囲は比較的狭く、試作品Ｇ、Ｅ、Ｈ、Ｆを
含む集中度２０〜４０、チップ占有率２２〜３７％の範
囲と限定される。勿論、被穿孔材がモルタルのような軟
質のコンクリート構造物であれば、仕様の範囲が広がる
ことは当然であり、当該コアビットは乾式用の汎用品と
して使用できる。
【００４６】
【実施例４】 （４）被加工部材による市販品との比較試験 被加工部材としてモルタル、骨材入りコンクリート及び
鉄筋コンクリートの軟質〜硬質のコンクリート３種を選
び、孔径６０ｍｍφのコアビットについて、開発品と市
販品との比較穿孔試験を行った。
鉄筋コンクリートの軟質〜硬質のコンクリート３種を選
び、孔径６０ｍｍφのコアビットについて、開発品と市
販品との比較穿孔試験を行った。
【００４７】開発品の仕様は、次の通りである。 なお市販のものは、チップサイズ（長さ×厚さ×高さ）
６．０×３．０×５．０（ｍｍ）、チップ数１２個であ
った。これを
６．０×３．０×５．０（ｍｍ）、チップ数１２個であ
った。これを
【表３】の穿孔装置に装着して、１００ｍｍの深さを穿
孔した。
孔した。
【００４８】穿孔時間の結果を
【図９】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に、摩耗量を
【表１０】 に示す。
【図９】中、白四角は開発品、黒四角は市販品を示す。
市販のものは、軟質のモルタル加工はできたが、硬質の
骨材入りコンクリートや鉄筋コンクリートでは、３〜４
回で切れ止んだ。一方、開発品は、１０回の穿孔を終え
てもダイヤモンド砥粒の自生作用が続くので継続して穿
孔でき、切れ味も良好であった。
市販のものは、軟質のモルタル加工はできたが、硬質の
骨材入りコンクリートや鉄筋コンクリートでは、３〜４
回で切れ止んだ。一方、開発品は、１０回の穿孔を終え
てもダイヤモンド砥粒の自生作用が続くので継続して穿
孔でき、切れ味も良好であった。
【００４９】
【発明の効果】以上のように本発明のコアビットは、コ
ンクリート構築物を乾式で切れ味良く穿孔でき、且つ長
寿命を有する。また、軟質のモルタルから硬質の骨材入
りコンクリート更に鉄筋コンクリートに至るまで広範囲
に性質異なるコンクリート構築物を、一本のコアドリル
ビットで適応できるので作業性も高い。なお、本発明
は、乾式用のコアドリルビットについて説明したが、も
ちろん湿式用のコアドリルビットについても使用でき重
研削の穿孔用としても有効である。
ンクリート構築物を乾式で切れ味良く穿孔でき、且つ長
寿命を有する。また、軟質のモルタルから硬質の骨材入
りコンクリート更に鉄筋コンクリートに至るまで広範囲
に性質異なるコンクリート構築物を、一本のコアドリル
ビットで適応できるので作業性も高い。なお、本発明
は、乾式用のコアドリルビットについて説明したが、も
ちろん湿式用のコアドリルビットについても使用でき重
研削の穿孔用としても有効である。
【図１】乾式用コアビットによる穿孔時の断面図
【図２】乾式用コアビットの正面図
【図３】図２のＡ−Ａ線拡大断面図
【図４】ダイヤモンドチップのボディへの取付部拡大図
【図５】ダイヤモンド砥粒の変化による穿孔時間グラフ
【図６】ダイヤモンド砥粒の変化による摩耗量グラフ
【図７】グラファイト含有量の変化による穿孔時間グラ
フ
フ
【図８】グラファイト含有量の変化による摩耗量グラフ
【図９】被加工部材の変化による開発品と市販品の穿孔
時間グラフ
時間グラフ
１． 軸穴 ２． ボディ ３． ダイヤモンドチップ ４． 被加工材（コンクリート構築物）
Claims (5)
- 【請求項１】 円筒形のボディ開口端にダイヤモンドチ
ップを周方向に固着してなるコアビットにおいて、 前記ダイヤモンドチップが、インクルージョン量が０．
０３ｗｔ％以下であり溶媒金属がＦｅ−Ｎｉを主成分と
するダイヤモンド砥粒と、グラファイト含有量が０．１
ｗｔ％以上２．０ｗｔ％以下のメタルボンドにより形成
されていることを特徴とするコアビット。 - 【請求項２】 メタルボンドに含むグラファイトの粒径
が、ダイヤモンド砥粒の粒径の１／１０以下であること
を特徴とする請求項１のコアビット。 - 【請求項３】 ダイヤモンドチップを埋込型とし、ボデ
ィ端面よりの突出高さを３．０ｍｍ以下とすることを特
徴とする請求項１又は２のコアビット。 - 【請求項４】 メタルボンド組成として、１５．０ｗｔ
％以上５０．０ｗｔ％以下のＮｉ−Ｓｎ金属間化合物を
含むことを特徴とする請求項１、２又は３のコアビッ
ト。 - 【請求項５】 穿孔径１０．０〜１５０．０ｍｍφのコ
アビットにおいて、集中度２０〜４０、チップ占有率１
５〜４０％であることを特徴とする請求項１、２、３又
は４のコアビット。但し、 チップ占有率＝［（チップ長×チップ数）／ボディ円
周］×１００（％） を示す。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19173897A JP3290103B2 (ja) | 1997-06-11 | 1997-06-11 | コアビット |
| US09/214,803 US6192875B1 (en) | 1997-06-11 | 1998-06-05 | Core bit |
| EP98923163A EP0917939A1 (en) | 1997-06-11 | 1998-06-05 | Core bit |
| PCT/JP1998/002522 WO1998056553A1 (fr) | 1997-06-11 | 1998-06-05 | Trepan carottier |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19173897A JP3290103B2 (ja) | 1997-06-11 | 1997-06-11 | コアビット |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11915A true JPH11915A (ja) | 1999-01-06 |
| JP3290103B2 JP3290103B2 (ja) | 2002-06-10 |
Family
ID=16279686
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19173897A Expired - Fee Related JP3290103B2 (ja) | 1997-06-11 | 1997-06-11 | コアビット |
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| US (1) | US6192875B1 (ja) |
| EP (1) | EP0917939A1 (ja) |
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| WO (1) | WO1998056553A1 (ja) |
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| KR101064426B1 (ko) | 2008-07-21 | 2011-09-14 | 한국원자력연구원 | 코어드릴의 공냉 시스템 |
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| US8568205B2 (en) | 2008-08-08 | 2013-10-29 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive tools having a continuous metal phase for bonding an abrasive component to a carrier |
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| US8597088B2 (en) | 2009-12-31 | 2013-12-03 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive article incorporating an infiltrated abrasive segment |
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| KR20210056870A (ko) * | 2019-11-11 | 2021-05-20 | 김영준 | 절삭성능이 향상되는 다이아몬드공구용 세그먼트 및 그 제조방법 |
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| US20020178890A1 (en) * | 2001-04-19 | 2002-12-05 | Yukio Okuda | Cutting tool |
| US20030217869A1 (en) * | 2002-05-21 | 2003-11-27 | Snyder Shelly Rosemarie | Polycrystalline diamond cutters with enhanced impact resistance |
| JPWO2007096973A1 (ja) * | 2006-02-23 | 2009-07-09 | 三菱マテリアル株式会社 | ドレッサー供給装置 |
| US7204244B1 (en) | 2006-03-02 | 2007-04-17 | Luminare Supply Corporation | Diamond core drill bit |
| AT504493B1 (de) * | 2007-04-16 | 2008-06-15 | Swarovski Tyrolit Schleif | Hohlbohrer |
| CN101743091B (zh) * | 2007-08-31 | 2012-12-05 | 六号元素（产品）（控股）公司 | 多晶金刚石复合物 |
| US20090155007A1 (en) * | 2007-12-17 | 2009-06-18 | Credo Technology Corporation | Abrasive coated bit |
| CN101195258B (zh) * | 2007-12-29 | 2011-03-09 | 叶根培 | 花岗岩切割片及制备方法 |
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| FR3017485B1 (fr) * | 2014-02-13 | 2019-04-19 | Soletanche Freyssinet | Procede et installation de decoupage d'un massif en beton renforce |
| CN108015906A (zh) * | 2016-10-28 | 2018-05-11 | 圣戈班磨料磨具有限公司 | 空芯钻头及其制造方法 |
| CN114161588B (zh) * | 2021-12-09 | 2024-08-06 | 浙江翔日科技炭素有限公司 | 石墨热场柱状料旋切内掏的装置及方法 |
| WO2023130059A1 (en) | 2021-12-30 | 2023-07-06 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive articles and methods for forming same |
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| US4208154A (en) * | 1978-03-21 | 1980-06-17 | Gundy William P | Core drill |
| DE3407427A1 (de) * | 1984-02-29 | 1985-08-29 | Hawera Probst Gmbh + Co, 7980 Ravensburg | Bohrkrone |
| JPS62126909U (ja) * | 1986-02-03 | 1987-08-12 | ||
| FR2602885B1 (fr) * | 1986-08-18 | 1988-11-10 | Verret Jean Michel | Procede de prises de vues permettant d'enregistrer des spheres visuelles et dispositif pour sa mise en oeuvre |
| DE68902852T2 (de) * | 1988-03-03 | 1993-04-15 | Yoshino Seiki Kk | Kuehlmittelspruehsystem fuer bohrvorrichtungen. |
| DE3824502A1 (de) * | 1988-07-20 | 1990-01-25 | Hilti Ag | Hohlbohrwerkzeug |
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-
1997
- 1997-06-11 JP JP19173897A patent/JP3290103B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-06-05 EP EP98923163A patent/EP0917939A1/en not_active Withdrawn
- 1998-06-05 US US09/214,803 patent/US6192875B1/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-06-05 WO PCT/JP1998/002522 patent/WO1998056553A1/ja not_active Application Discontinuation
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