JPS58199777A - Diamond sintered body for tool and manufacture - Google Patents

Diamond sintered body for tool and manufacture

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JPS58199777A
JPS58199777A JP57080789A JP8078982A JPS58199777A JP S58199777 A JPS58199777 A JP S58199777A JP 57080789 A JP57080789 A JP 57080789A JP 8078982 A JP8078982 A JP 8078982A JP S58199777 A JPS58199777 A JP S58199777A
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diamond
diamond particles
boron
sintered body
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哲男 中井
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 現在、非鉄金属、プラスチック、セラミックの切削用、
伸線ダイス用、ドレッサー用、ドリルビット用途にダイ
ヤモンドの含有量が容積で7096を越した焼結体が市
販されている。これらの・ダイヤモンド焼結体は多結晶
体であるので天然ダイヤモンドの如くへき開による欠損
がなく、一部の用途では好評を博している。
[Detailed description of the invention] Currently, for cutting non-ferrous metals, plastics, and ceramics,
Sintered bodies with a diamond content exceeding 7096 by volume are commercially available for use in wire drawing dies, dressers, and drill bits. Since these diamond sintered bodies are polycrystalline, they do not suffer from defects due to cleavage unlike natural diamonds, and are popular in some applications.

しかし、ダイヤモンド焼結体には次のような欠点がある
。通常、ダイヤモンド焼結体はダイヤモンド粒度が大き
い程、その耐摩耗性が良好となるので、セラミック切削
、ドレッサー、ドリルビットの如く硬質物質の加工には
ダイヤモンド粒度の大きい焼結体が使用される。一方、
非鉄金属等の切削は良好な面粗度の要求される場合が多
く、刃立性が良くなければならないためダイヤモンド粒
度の細かい焼結体が使用されるが、 A/−高si合金
の如く、硬質粒子が多量に含有される金属切削では刃先
が摩耗し、充分な性能を発揮できない場合がある。また
、前述した如く、ダイヤモンド焼結体においてはダイヤ
モンド粒度が粗くなるほど耐摩耗性は向上する反面、加
工が困難となる。ダイヤモンド焼結体はダイヤモンド砥
石による研削加工かあるいは、放電加工の如く、電気化
学的な加工方法が用いられるが、ダイヤモンド粒子が粗
くなると(研削加工のみならず)ダイヤモンド粒子は絶
縁体であるため放電加工も困難となる。
However, diamond sintered bodies have the following drawbacks. Generally, the larger the diamond grain size of a diamond sintered body, the better its wear resistance, so a sintered body with a larger diamond grain size is used for machining hard materials such as ceramic cutting machines, dressers, and drill bits. on the other hand,
Cutting non-ferrous metals often requires good surface roughness, and sintered bodies with fine diamond grains are used because they must have good edge sharpness. When cutting metals that contain a large amount of hard particles, the cutting edge may wear out and may not be able to exhibit sufficient performance. Furthermore, as described above, in a diamond sintered body, the rougher the diamond grain size, the better the wear resistance, but the more difficult it is to process. Diamond sintered bodies are produced by grinding with a diamond grindstone or by electrochemical processing methods such as electrical discharge machining, but when the diamond particles become coarse (not only by grinding), but because diamond particles are insulators, electrical discharge occurs. Processing is also difficult.

本発明は、これらの問題点を解決したダイヤモンド焼結
体に関するものである。
The present invention relates to a diamond sintered body that solves these problems.

ダイヤモンド焼結体は通常、ダイヤモンドとこれを溶解
しうるFee Nie Co  を用いてダイヤモンド
が安定な超高温高圧下で製造されるが、この製造過程で
ダイヤモンド粒子同志が互いに接合して焼結される。こ
のためダイヤモンド粒子は主としてダイヤモンド粒子と
の直接結合により保持されている。本発明者等は切削用
ダイヤモンド焼結体の摩耗状態を調べるため、Al−高
St合金の如く、硬質物質を多量に含んだ被削材を用い
て切削テストを行い刃先の摩耗状態を観察した。その結
果ダイヤモンド粒子が摩耗するよりも、むしろダイヤモ
ンド粒子が脱落して摩耗していた。この焼結体の耐摩耗
性を改善するには、ダイヤモンド粒子の保□  持方を
向上させる′必要があり、ダイヤモンド粒子同志の結合
部(以下ダイヤモンドスケルトン部ト称す)を強固にせ
ねばならないと考えられる。
Diamond sintered bodies are normally manufactured using diamond and Fee Nie Co, which can melt it, under extremely high temperature and high pressure conditions, where the diamond is stable.During this manufacturing process, diamond particles are bonded to each other and sintered. . Therefore, the diamond particles are mainly held by direct bonding with the diamond particles. In order to investigate the wear state of diamond sintered bodies for cutting, the present inventors performed cutting tests using a work material containing a large amount of hard substances, such as Al-high St alloy, and observed the wear state of the cutting edge. . As a result, rather than the diamond particles being worn away, the diamond particles fell off and were worn out. In order to improve the wear resistance of this sintered body, it is necessary to improve the retention of diamond particles, and we believe that the bond between diamond particles (hereinafter referred to as the diamond skeleton part) must be made stronger. It will be done.

ダイヤモンド焼結体において、ダイヤモンドスケルトン
部を発達させ、さらにダイヤモンド含有量を増すことに
関する発明は既にUSP4,268,276 に記載さ
れている。この特許はダイヤモンド粒子として硼素を均
一に分散しにダイヤモンド粒子を用いて、焼結体を製造
することに関する特許で、硼素を分散したダイヤモンド
粒子は塑性変形しやすく、通常のダイヤモンド粒子を焼
結する条件より    ゛低温低圧で焼結することが可
能であり、ダイヤモンドスケルトン部も発達することが
述べられている。本発明者等は、この特許に記載されて
いることについて確認テストを行ったところ、緻密でダ
イヤモンドスケルトン部が発達しにダイヤモンド焼結体
を得ることができた。このダイヤモンド焼結体を、用い
て切削用のバイトを作成し、Al−25%Si  合金
を切削した結果、ダイヤモンド粒子の脱落は減少したも
のの、ダイヤモンド粒子の摩耗が大きいという問題があ
った。特に硼素を均一に分散させた粒度の粗いダイヤモ
ンド粒子を用いて焼結体を作成し、岩石を切削した場合
、ダイヤモンド粒子の摩耗に顕著な差が現われた。硼素
を均一に含有したダイヤモンドはUSP4268,27
6 に記載されている如く塑性変形しやすいため、ダイ
ヤモンド粒子の緻密化に対しては有利であるが、ダイヤ
モンド粒子の耐摩耗性からみれば硼素を含有しないダイ
ヤモンド粒子より劣るものと考えられる。
An invention relating to developing a diamond skeleton portion and further increasing the diamond content in a diamond sintered body has already been described in US Pat. No. 4,268,276. This patent relates to manufacturing a sintered body using diamond particles with boron uniformly dispersed therein. Diamond particles in which boron is dispersed are easily deformed plastically, and normal diamond particles are sintered. It is stated that under the following conditions, it is possible to sinter at low temperature and low pressure, and the diamond skeleton portion also develops. When the present inventors conducted a test to confirm what is described in this patent, they were able to obtain a diamond sintered body that was dense and had a well-developed diamond skeleton. This diamond sintered body was used to create a cutting tool to cut an Al-25% Si alloy. Although the number of diamond particles falling off was reduced, there was a problem in that the diamond particles were heavily worn. In particular, when a sintered body was made using coarse diamond particles with boron uniformly dispersed therein and rock was cut, a remarkable difference appeared in the wear of the diamond particles. Diamond containing uniform boron is USP 4268, 27
6, it is easy to plastically deform, so it is advantageous for densification of diamond particles, but in terms of wear resistance, it is considered to be inferior to diamond particles that do not contain boron.

本発明者等はダイヤモンド粒子の耐摩耗性を低下させる
ことなく、ダイヤモンドスケルトン部の強固な焼結体を
得るため、鋭意研究を重ねた。その結果硼素を含、有し
ないダイヤモンド粒子あるいはこれに周期律表4as 
5a、 6a  の炭化物を加えた粉末を鉄族金属を触
媒として焼結する際に硼化物の中でも特に炭化硼素を微
量添加すれば、ダイヤモンドスケルトン部が大きく成長
し、さらにダイヤモンドスケルトン部と、ダイヤモンド
粒子の周囲にのみ硼素が存在した焼結体を得ることが可
能であることが判明した。このダイヤモンド焼結体を力
4工して切削用のバイトを作成し、/V−25%Si 
 合金を切削したところ、ダイヤモンド粒子の脱落は少
なかった。またダイヤモンド粒子自体の耐摩耗性を調べ
るため、粒度の粗いダイヤモンド焼結体を作成し、岩石
を切削したが、炭化硼素の含有によるダイヤモンド粒子
の耐摩耗性の低下はなかった。
The present inventors have conducted extensive research in order to obtain a strong sintered body of a diamond skeleton without reducing the wear resistance of the diamond particles. As a result, diamond particles that contain or do not contain boron or are classified as 4as of the periodic table.
When sintering the carbide-added powder of 5a and 6a using an iron group metal as a catalyst, if a small amount of boron carbide, especially among borides, is added, the diamond skeleton part will grow large, and the diamond skeleton part and the diamond particles will grow. It has been found that it is possible to obtain a sintered body in which boron is present only around the . This diamond sintered body was machined to make a cutting tool, and /V-25%Si
When cutting the alloy, few diamond particles fell off. In addition, in order to investigate the wear resistance of the diamond particles themselves, coarse-grained diamond sintered bodies were prepared and rock was cut, but the wear resistance of the diamond particles did not deteriorate due to the inclusion of boron carbide.

本発明焼結体が優れた耐摩耗性を有するのは次の如く考
えられる。ダイヤモンド粒子は超高圧高温下で鉄族金属
等の触媒によるダイヤモンドの溶解、析出現象により焼
結される。炭化硼素を添加した場合、炭化硼素の一部ま
たは全部が分解して鉄族金属の硼化物を生じ融点が低下
するのと、溶解析出速度が増すためダイヤモンドスケル
トン部が大きくなり、ダイヤモンド粒子の保持力が向上
したものと推測できる。またダイヤモンド粒子の焼結時
にはダイヤモンドと触媒金属の接触面でのみ溶解、析出
現象が生じるため、硼素はダイヤモンドスケルトン部及
びダイヤモンド粒子の周囲にのみしか存在せず、ダイヤ
モンド粒子自体の強度は低下しない。また本発明の焼結
体においては、周期律表の4as 5ae 6a 族の
炭゛化物を結合材の−部として含有させることにより、
ダイヤモンド焼結体の耐熱性を向上させることができる
。これは結合材に炭化物が含有することにより、結合材
の熱膨張係数がダイヤモンドの熱膨張係数に近くなるか
らであろう。本発明の焼結体は耐摩耗性が優れるのみな
らず放電加工も可能となるが、この原因は次の如く推定
される。ダイヤモンド焼結体は前述しているようにダイ
ヤモンド粒子と触媒金属より成り立っているが、ダイヤ
モンド粒子が粗い場合、これは絶縁体であるため、この
部分で放電せず加工できない。ダイヤモンド粒子に微量
の硼素が含有されれば電導性を有することはUSP4.
268,276に記載されているが、本発明焼結体はダ
イヤモンド粒子の周囲に電導性を有する層が存在するた
め、触媒金属のみならずダイヤモンド粒子の表面でも放
電し、加工することができるものと考えられる。
The reason why the sintered body of the present invention has excellent wear resistance is considered to be as follows. Diamond particles are sintered under ultra-high pressure and high temperature through diamond melting and precipitation phenomena using catalysts such as iron group metals. When boron carbide is added, some or all of the boron carbide decomposes to form boride of iron group metals, lowering the melting point, and increasing the melt deposition rate, which increases the size of the diamond skeleton and increases the retention of diamond particles. It can be assumed that the power has improved. Furthermore, during sintering of diamond particles, dissolution and precipitation phenomena occur only at the contact surface between the diamond and the catalyst metal, so boron exists only in the diamond skeleton and around the diamond particles, and the strength of the diamond particles themselves does not decrease. Furthermore, in the sintered body of the present invention, by containing carbides of groups 4as, 5ae, and 6a of the periodic table as a part of the binder,
The heat resistance of the diamond sintered body can be improved. This is probably because the inclusion of carbide in the binder makes the coefficient of thermal expansion of the binder close to that of diamond. The sintered body of the present invention not only has excellent wear resistance but also can be subjected to electrical discharge machining, and the reason for this is presumed to be as follows. As mentioned above, a diamond sintered body is made up of diamond particles and a catalyst metal, but if the diamond particles are coarse, this is an insulator, so electrical discharge will not occur in this part and machining cannot be performed. USP 4 states that diamond particles have electrical conductivity if they contain a small amount of boron.
268, 276, since the sintered body of the present invention has an electrically conductive layer around the diamond particles, it can be processed by electrical discharge not only on the surface of the catalytic metal but also on the surface of the diamond particles. it is conceivable that.

また、硼化物の添加物として炭化硼素が優れるのは1次
の如く推定される。焼結中に炭化硼素の一部または全部
は硼素と炭素に分解されるが、硼素き、炭素はダイヤモ
ンドに変換され、残存した炭化硼素は硬度が高く耐摩耗
性に優れているためと考えられる。
Further, it is presumed that boron carbide is superior as a boride additive as shown in the first order. During sintering, some or all of boron carbide is decomposed into boron and carbon, but this is thought to be because the boron carbide and carbon are converted to diamond, and the remaining boron carbide has high hardness and excellent wear resistance. .

本発明におけるダイヤモンド粒子の含有量は重量で70
〜9596が好ましい。ダイヤモンドの含有量が重量で
70%未満であると焼結体の耐摩耗性は低下し、959
6を越えると、ダイヤモンド焼結時に触媒作用するFe
e Nie Co 等の含有量が減少し、充分に発達し
たダイヤモンドスケルトンを有する焼結体を得ることが
できない。焼結体中に存在する硼素または炭化硼素と硼
素の含有量は焼結体中の重量で0.00596〜1.0
96が好ましい。この含有量が0.005%未満である
と、ダイヤモンドスケルトン部の形成が遅く、またダイ
ヤモンド焼結体の放電加工性も低下する。一方硼素また
は炭化硼素と硼素の含有量が1.096を越すとダイヤ
モンドスケルトン部やダイヤモンド粒子の周囲に多量の
硼素原子を含有した層が生じるため、ダイヤモンド焼結
体の耐摩耗性は低下する。本発明の焼結体に使用するダ
イヤモンド原料は500μm 以下で合成ダイヤモンド
、天然ダイヤモンドのいずれでも良い。特にダイヤモン
ド焼結体の耐摩耗性が必要な場合、ダイヤモンド粒子の
粒度は2μm以上が好ましい。一方500μm以上にな
ると、ダイヤモンド粒子の外周部に硼素を含有した層が
存在しても、放電加工は困難となる。
The content of diamond particles in the present invention is 70% by weight.
~9596 is preferred. If the diamond content is less than 70% by weight, the wear resistance of the sintered body decreases, and 959
If it exceeds 6, Fe, which acts as a catalyst during diamond sintering,
The content of e Nie Co etc. decreases, making it impossible to obtain a sintered body having a sufficiently developed diamond skeleton. The content of boron or boron carbide and boron present in the sintered body is 0.00596 to 1.0 by weight in the sintered body.
96 is preferred. If this content is less than 0.005%, the formation of the diamond skeleton portion is slow and the electrical discharge machinability of the diamond sintered body is also reduced. On the other hand, if the content of boron or boron carbide and boron exceeds 1.096, a layer containing a large amount of boron atoms is formed around the diamond skeleton part and diamond particles, resulting in a decrease in the wear resistance of the diamond sintered body. The diamond raw material used for the sintered body of the present invention has a diameter of 500 μm or less and may be either synthetic diamond or natural diamond. In particular, when wear resistance of the diamond sintered body is required, the particle size of the diamond particles is preferably 2 μm or more. On the other hand, if the diameter is 500 μm or more, electrical discharge machining becomes difficult even if a layer containing boron exists on the outer periphery of the diamond particles.

本発明焼結体に使用する周期律表4a* 5ae 6a
族の炭化物としては、Tics ZrCt HfCt 
VCt NbCtTaC,WC(MoW ) Cを用い
ることができる。炭化物とFe e Nl e Co 
*等の触媒金属の割合いは少くとも焼結時に炭化物が固
体として存在するだけの量は必要であり、例えばWCと
Coを用いた場合、籠とCo  の量的割合は前者を重
量で5096以上含む必要がある。
Periodic table 4a* 5ae 6a used in the sintered body of the present invention
Group carbides include Tics ZrCt HfCt
VCtNbCtTaC, WC(MoW)C can be used. Carbide and Fe e Nl e Co
The proportion of catalyst metals such as * or at least the amount necessary for carbide to exist as a solid during sintering is necessary. For example, when using WC and Co, the quantitative proportion of the cage and Co is 5096 by weight of the former. It is necessary to include the above.

本発明のダイヤモンド焼結体を製造するには、原料とす
るダイヤモンド粉末と硼素あるいは硼化物およびFee
 Coo Nie Cr の触媒金属粉末あるいはこれ
に炭化物を加えた粉末を均一にボールミル等の手段を用
いて混合する。また本発明者等の先願(特願昭52−5
1881  号)の如く、ボールミル時のポットとボー
ルを混入する炭化物と鉄族金属の焼結体で作成しておき
、ダイヤモンド粉末と硼素あるいは硼化物を混合すると
同時にポットとボールから炭化物と鉄族金属の焼結体の
微細粉末を混入せしめる方法もある。
In order to produce the diamond sintered body of the present invention, diamond powder as raw materials, boron or boride, and Fee.
A catalytic metal powder of Coo Nie Cr or a powder obtained by adding a carbide thereto is uniformly mixed using a means such as a ball mill. In addition, the inventors' earlier application (Japanese Patent Application No. 52-5
No. 1881), the pot and ball used in a ball mill are made of a sintered body of carbide and iron group metal, and at the same time diamond powder and boron or boride are mixed, the carbide and iron group metal are mixed from the pot and ball. There is also a method of mixing fine powder of a sintered body.

混合した粉末を超高圧高温装置に入れ、ダイヤモンドが
安定な条件下で焼結する。このとき使用した触媒金属と
硼素と炭素あるいはこれに炭化物を加えたものの共晶液
相出現温度以上で焼結する必要がある。またダイヤモン
ド粉末と金属硼素あるいは硼化物の混合粉末またはこれ
に炭化物粉末を加えた粉末を超高圧高温装置に入れ、焼
結時に外部よりFew Ntt Cot Cr  等の
触媒金属を侵入させてもよい。
The mixed powder is placed in an ultra-high-pressure, high-temperature device and sintered under conditions where the diamond is stable. It is necessary to sinter at a temperature higher than the temperature at which the eutectic liquid phase appears of the catalyst metal, boron, and carbon used at this time, or a carbide added thereto. Alternatively, a mixed powder of diamond powder and metallic boron or boride, or a powder obtained by adding carbide powder thereto, may be placed in an ultra-high pressure and high temperature apparatus, and a catalytic metal such as Few Ntt Cot Cr may be introduced from the outside during sintering.

本発明の焼結体の用途としては切削工具の他に掘削工具
、ドレッサー及び伸線用ダイスにも使用できる。切削工
具や掘削工具用途として使用する場合、ダイヤモンド焼
結体の靭性を向上させるため超硬合金等の支持体に超高
圧焼結中に接合させることも可能である。また伸線用ダ
イスとして使用する場合、特に高強度の線材を線引きす
るとき焼結ダイヤモンドダイス内面には高圧力が発生す
るが、ダイヤモンド焼結体の外径が小さく肉厚が薄い場
合は伸線中にダイヤモンド焼結体が縦方向に割れること
がある。このような場合はダイヤモンド焼結体の外周を
超硬合金の支持体で包囲してダイヤモンド焼結体の外周
から予圧を加えることにより伸線中の縦割れを防止する
ことが可能である。
In addition to cutting tools, the sintered body of the present invention can also be used in excavating tools, dressers, and wire drawing dies. When used as a cutting tool or excavation tool, it is possible to bond the diamond sintered body to a support such as cemented carbide during ultra-high pressure sintering to improve the toughness of the diamond sintered body. In addition, when used as a wire drawing die, high pressure is generated on the inner surface of the sintered diamond die, especially when drawing high-strength wire rods. The diamond sintered body may crack in the vertical direction. In such a case, it is possible to prevent vertical cracking during wire drawing by surrounding the outer periphery of the diamond sintered body with a cemented carbide support and applying preload from the outer periphery of the diamond sintered body.

以下実施例により具体的に説明する。This will be explained in detail below using examples.

実施例1゜ 粒度5〜12μm と粒度2〜6μのダイヤモンド粒子
を2:lの割合いで混合した。このダイヤモンド粉末と
Co 粉末及び炭化硼素粉末を重量比で90:9.5:
0.5  に配合した後、Mo 製の容器につめ超高圧
高温装置を用いて、先ず圧力を55Kb  加え引続い
て1450℃に加熱して15分間保持した。
Example 1 Diamond particles having a particle size of 5 to 12 μm and diamond particles having a particle size of 2 to 6 μm were mixed in a ratio of 2:1. The weight ratio of this diamond powder, Co powder and boron carbide powder is 90:9.5:
0.5, a pressure of 55 Kb was first applied to a container made of Mo using an ultra-high pressure and high temperature device, and then the mixture was heated to 1450° C. and held for 15 minutes.

この焼結体を取出して組織観察したところダイヤモンド
粒子同志はダイヤモンドスケルトン部を介して、強固に
接合されていた。この焼結体を用いて切削用のバイトを
作成し、AI!〜25%Si  を速度850m1分で
90分間切削した。比較のため炭化硼素を含有しない焼
結体及び同じダイヤモンド粒度のものでB原子を均一に
含有したダイヤモンド焼結体も作成し、切削テストした
。切削後のダイヤモンド焼結体の逃げ面摩耗中(Va 
)を測定した結果、本発明焼結体のVBは0.050&
llLであったのに対し、炭化硼素を含有しない焼結体
のVB は、0.107IuL、  硼素を均一に含有
したダイヤモンドを用いた焼結体のvBは0.0651
uであった。
When this sintered body was taken out and its structure was observed, it was found that the diamond particles were firmly bonded to each other through the diamond skeleton. A cutting tool was created using this sintered body, and AI! ~25% Si was cut for 90 minutes at a speed of 850 ml/min. For comparison, a sintered body containing no boron carbide and a sintered diamond body having the same diamond particle size and uniformly containing B atoms were also prepared and subjected to cutting tests. During flank wear of diamond sintered body after cutting (Va
), the VB of the sintered body of the present invention was 0.050 &
llL, whereas the VB of the sintered body that does not contain boron carbide is 0.107 IuL, and the vB of the sintered body using diamond that uniformly contains boron is 0.0651 IuL.
It was u.

実施例2゜ 粒度80〜150μmのダイヤモンド粉末と炭化硼素粉
末を重量比で99.9 : 0.1 の割合いで混合し
た。この混合粉末をMo 製の容器に入れ、この上にN
i −Cr 板を置き1、その容器を超高圧高温装置に
入れ55Kb、 1450℃で15分間焼結した。
Example 2 Diamond powder having a particle size of 80 to 150 μm and boron carbide powder were mixed in a weight ratio of 99.9:0.1. Put this mixed powder in a container made of Mo, and put N on top of it.
An i-Cr plate was placed 1, and the container was placed in an ultra-high pressure and high temperature device and sintered at 55 Kb and 1450° C. for 15 minutes.

この焼結体を取り出して観察したところ、焼結中にNi
−Crの液相が混合粉末中に浸入してダイヤモンド粒子
同志を結合させていた。比較のため、粒度80〜150
μmのダイヤモンド粉末を炭化硼素を用いずにNi−針
 で焼結したもの及び同じ粒度で硼素を均一に含有した
ダイヤモンド粒子をNi−Cr  で焼結したものを作
成した。これら焼結体の切削テスト用のバイトを作成す
るため、ワイヤ放電切断機で焼結体を加工しようとした
ところ、本発明の焼結体及び硼素を均一に含有したダイ
ヤモンド粒子の焼結体は加工可能であったが、硼素を含
有しない焼結体の加工は不可能でレーザー加工により切
断した。これらのバイトを用いて外径100anの安山
岩を速度60m/分、切り込みIIK。
When this sintered body was taken out and observed, it was found that during sintering, Ni
-The liquid phase of Cr penetrated into the mixed powder and bound the diamond particles together. For comparison, particle size 80-150
A diamond powder of μm diameter was sintered with Ni-needle without using boron carbide, and a diamond particle having the same particle size and uniformly containing boron was sintered with Ni-Cr. When attempting to process the sintered bodies using a wire electrical discharge cutting machine in order to create cutting tools for cutting tests on these sintered bodies, it was found that the sintered bodies of the present invention and the sintered bodies of diamond particles uniformly containing boron were Although it was possible to process it, it was impossible to process a sintered body that does not contain boron, so it was cut by laser processing. Using these bits, cut into andesite with an outer diameter of 100 an at a speed of 60 m/min.

送りo、5mx/回転、湿式の条件で90分間切削した
Cutting was performed for 90 minutes under the conditions of feed o, 5 mx/rotation, and wet conditions.

切削後の逃げ面摩耗中を測定したところ、本発明焼結体
のVBは、0.25jEj!であったのに対し、硼素を
均一に含有したダイヤモンド焼結体のvBは0.045
題、炭化硼素を含有していないダ・イヤモンド焼結体ノ
vB は0.0681jKであった。
When the flank wear was measured after cutting, the VB of the sintered body of the present invention was 0.25jEj! On the other hand, the vB of a diamond sintered body uniformly containing boron was 0.045.
The diamond sintered body containing no boron carbide had a value of 0.0681jK.

実施例3゜ 粒度80μmのダイヤモンド粒子と粒度4θμ のダイ
ヤモンド粒子を4=1に混合した。この混合粉末と84
G粉末及びCo 粉末を重量比で98:0.5二6.5
  に配合し、完成粉末とした。
Example 3 Diamond particles with a particle size of 80 μm and diamond particles with a particle size of 4θμ were mixed in a ratio of 4=1. This mixed powder and 84
The weight ratio of G powder and Co powder is 98:0.5 to 6.5.
It was blended into a finished powder.

この完成粉末を実施例1と同様にして超高圧焼結を行っ
た。次にこの焼結体を放電加工機で加工してドレッサー
に仕立てSiC系の砥石をドレッシングした。比較のた
め市販のドレッサー用途の焼結体についてもテストした
が、本発明の焼結体は200回ドレッシングして0.0
8m摩耗したのに対し、市販のドレッサー用の焼結体は
0.2fUIL摩耗した。
This completed powder was subjected to ultra-high pressure sintering in the same manner as in Example 1. Next, this sintered body was processed using an electric discharge machine to make a dresser and dressed with a SiC-based grindstone. For comparison, a commercially available sintered body for dresser use was also tested, and the sintered body of the present invention had a 0.0
The wear was 8 m, whereas the commercially available sintered body for dressers was worn 0.2 fUIL.

また、本発明焼結体の硼素の存在している個所をIMA
(イオンマイクロアナライザー)と E PMA(エレ
クトロン、プローブ、マイクロアナライザー)を用いて
調査したところ、硼素はダイヤモンドスケルトン部とダ
イヤモンド粒子の外周部及び結合材部に存在しておりダ
イヤモンド粒子内には含有されていなかった。
In addition, the locations where boron is present in the sintered body of the present invention were
Investigation using an ion microanalyzer (ion microanalyzer) and an E PMA (electron, probe, microanalyzer) revealed that boron was present in the diamond skeleton, the outer periphery of the diamond particles, and the binder, but was not contained within the diamond particles. It wasn't.

実施倒毛 第1表に示す完成粉末を作成した。この混合粉末を実施
例の1と同様にして超高圧焼結した。次第  1  表 にこれらの焼結体を加工して切削工具用のバイトを作成
し、コージライトを一度80−/分、切込みQ、5 #
IjlL 、送りQ、3m/回転、湿式で80分間切削
した。
A finished powder shown in Table 1 was prepared. This mixed powder was subjected to ultra-high pressure sintering in the same manner as in Example 1. Step 1: Process these sintered bodies to create a cutting tool bit, and cut cordierite once at 80-/min, depth of cut Q, 5 #
IjlL, feed Q, 3 m/rotation, wet cutting for 80 minutes.

この結果も合わせて表1に記す。The results are also shown in Table 1.

実施例5゜ 0−1μダイヤモンド粒子と、84C粉末を重量比で9
7=3配合し、WC−Coのポットとポールを用いて、
ボールミル混合した。混合後の粉末を分析したところ、
ダイヤモンド: B4C: WC: Coは重量比で8
7.8 : 2.7 : 8 : 2であった。この粉
末と粒度20〜80μのダイヤモンドを1=4の割合い
で混合し、超硬合金より成る容器に充てんした後、Co
 板を置き、超高圧高温装置内で焼結した。
Example 5 0-1μ diamond particles and 84C powder in a weight ratio of 9
7=3 blend, using WC-Co pot and pole,
Mixed in a ball mill. Analysis of the powder after mixing revealed that
Diamond: B4C: WC: Co has a weight ratio of 8
The ratio was 7.8:2.7:8:2. This powder and diamond with a particle size of 20 to 80μ are mixed in a ratio of 1=4, and after filling a container made of cemented carbide, Co
The plate was placed and sintered in an ultra-high pressure and high temperature apparatus.

この焼結体を穴径0.175mmのダイスに加工し、真
ちゅうメッキされた鋼線(スチールコード)を速度10
00m/分で伸線した。比較のため市販の粒度20〜3
0μのダイヤモンド焼結体のダイスも作成し同時にテス
トした。
This sintered body was processed into a die with a hole diameter of 0.175 mm, and a brass-plated steel wire (steel cord) was processed at a speed of 10
The wire was drawn at a speed of 00 m/min. For comparison, commercially available particle size 20-3
A die made of 0μ diamond sintered body was also made and tested at the same time.

本発明の焼結体は2.8t 伸線できたのに対し、市販
の焼結体は0.9tLか伸線できなかった。
The sintered body of the present invention could be drawn to 2.8 t, whereas the commercially available sintered body could only be drawn to 0.9 t.

手続補正書 特許庁長官 若杉和夫   殿 1、事件の表示 昭和57年特許願 第80789  号2、発明の名称 工具用ダイヤモンド焼結体及びその製造方法8、補正を
する者 事件との関係   特許出願人 住所    大阪市東区北浜5丁目15番地名称(21
3’)住友電気工業株式会社社長 用上哲部 4、代理人 住所     大阪市此花区島屋1丁目1番8号住友電
気工業株式会社内 ) 6、補正の対象 明細書中発明の詳細な説明の欄 7、補正の内容 (1)明細書第7頁1行目、 「(研削加工のみならず)」を「研削加工のみならず」
に訂正する。
Procedural amendment Written by Kazuo Wakasugi, Commissioner of the Patent Office1, Indication of the case, 1982 Patent Application No. 807892, Name of the invention, Diamond sintered body for tools and its manufacturing method 8, Person making the amendment Relationship with the case Patent applicant Address 5-15 Kitahama, Higashi-ku, Osaka Name (21
3') President of Sumitomo Electric Industries, Ltd. Tetsube 4, Agent address: Sumitomo Electric Industries, Ltd., 1-1-8 Shimaya, Konohana-ku, Osaka) 6. Detailed description of the invention in the specification subject to amendment Column 7, Contents of amendment (1) Page 7, line 1 of the specification, “(not only grinding)” was changed to “not only grinding”
Correct.

(2)同書第17頁16行目、 I O,045jをr O,45Jに訂正する。(2) Same book, page 17, line 16, Correct IO,045j to rO,45J.

(3)同書同頁18行目、 r O,063Jをr O,63jに訂正する。(3) Same book, same page, line 18, Correct r O,063J to r O,63j.

(4)同書第19頁第1表を別紙の通り訂正する。(4) Table 1 on page 19 of the same book is corrected as shown in the attached sheet.

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)粒度500μm以下のダイヤモンド粒子が重量で
70〜9596と0.005〜1.0%の炭化硼素の一
部または全部が分解して生じた硼素を含有し、残部がF
eeNt Co+Crの一種または二種以上の合金より
成り、炭化硼素の一部または全部が分解して生じた硼素
がダイヤモンド粒子同志の結合部及びダイヤモンド粒子
の外周部に存在することを特徴とする工具用ダイヤモン
ド焼結体。
(1) Diamond particles with a particle size of 500 μm or less contain 70 to 9596 by weight and 0.005 to 1.0% of boron, which is produced by the decomposition of part or all of boron carbide, and the remainder is F.
eeNt A tool made of an alloy of one or more of Co+Cr, characterized in that boron produced by decomposition of part or all of boron carbide is present in the joints between diamond particles and in the outer periphery of the diamond particles. Diamond sintered body.
(2)ダイヤモンド粒子の粒度が2〜500μmである
特許請求の範囲第一項記載の工具用ダイヤモンド焼結体
(2) The diamond sintered body for tools according to claim 1, wherein the diamond particles have a particle size of 2 to 500 μm.
(3)粒度500μm以下のダイヤモンド粒子が重量で
70〜95%と0.005〜1.096の炭化硼素の一
部または全部が分解して生じた硼素を含有し、残部が粒
度1μm以下の周期律表第4ae 5ae 6a 族の
炭化物とFee Nip Coe Cr  の一種また
は二種以上の合金より成り、炭化硼素の一部または全部
が分解して生じた硼素がダイヤモンド粒子同志の結合部
及びダイヤモンド粒子の外周部に存在することを特徴と
する工具用ダイヤモンド焼結体。
(3) Diamond particles with a particle size of 500 μm or less contain 70 to 95% by weight of boron produced by decomposition of part or all of 0.005 to 1.096 boron carbide, and the remainder has a particle size of 1 μm or less. It is made of an alloy of one or more of the carbides of groups 4ae, 5ae, 6a of the Table of Contents and Fee Nip Coe Cr, and the boron produced by decomposition of some or all of the boron carbide acts as a bond between diamond particles and in the diamond particles. A diamond sintered body for tools, which is characterized by being present on the outer periphery.
(4)ダイヤモンド粒子の粒度が2〜500μmである
特許請求の範囲第8項記載の工具用ダイヤモンド焼結体
(4) The diamond sintered body for tools according to claim 8, wherein the diamond particles have a particle size of 2 to 500 μm.
(5)m度500μm以下のダイヤモンド粒子と炭化硼
素粉末を混合し、この混合粉末の上に−FA +N1J
Co*Crの一種または二種以上の合金板を載置した後
、固体圧力媒体を用いた超高圧高温装置を使用してダイ
ヤモンドが安定な高温高圧下でFee Nis Coa
Crの一種または二種以上の合金の液相をダイヤモンド
粒子間に浸入させることによりダイヤモンド粒子を焼結
せしめることを特徴とする500μm 以下のダイヤモ
ンド粒子か重量で70〜9596と0.005〜196
の炭化硼素の一部または全部が分解して生じた硼素を含
有し、残部がFee Nip Cot Cr  の一種
もしくは二種以上の合金より成り、炭化硼素の一部また
は全部が分解して生じた硼素がダイヤモンド粒子同志の
結合部及びダイヤモンド粒子の外周部に存在する工具用
ダイヤモンド焼結体の製造方法。
(5) Mix diamond particles with a diameter of 500 μm or less and boron carbide powder, and place -FA +N1J on top of this mixed powder.
After placing an alloy plate of one or more types of Co*Cr, Fee Nis Coa is formed under high temperature and pressure at which the diamond is stable using an ultra-high pressure and high temperature equipment using a solid pressure medium.
The diamond particles are sintered by infiltrating the liquid phase of one or more alloys of Cr between the diamond particles, and the diamond particles are 500 μm or less in weight and are 70 to 9596 and 0.005 to 196 in weight.
Contains boron produced by the decomposition of some or all of the boron carbide, and the remainder consists of one or more alloys of Fee Nip Cot Cr. A method for manufacturing a diamond sintered body for a tool, in which a diamond sintered body exists in the joints between diamond particles and in the outer periphery of the diamond particles.
(6)粒度500μm以下のダイヤモンド粒子、炭化硼
素粉末、及びFe+ Nts Coo Cr  の一種
または二種以上の合金粉末を混合し、この混合粉末を固
体圧力媒体を用いた超高圧高温装置を使用してダイヤモ
ンドが安定な高温高圧下で焼結せしめることを特徴とす
る500μm以下のダイヤモンド粒子が重量で70−9
5%と0.005〜1.096の炭化硼素の一部または
全部が分解して生じた硼素を含有し、残部がFee N
i、Cow Cr  の一種もしくは二種以上の合金よ
り成り、炭化硼素の一部または全部が分解して生じた硼
素がダイヤモンド粒子同志の結合部及びダイヤモンド粒
子の外周部に存在する工具用ダイヤモンド焼結体の製造
方法。
(6) Diamond particles with a particle size of 500 μm or less, boron carbide powder, and one or more alloy powders of Fe + Nts Coo Cr are mixed, and this mixed powder is heated using an ultra-high pressure and high temperature device using a solid pressure medium. Diamond particles of 500 μm or less are sintered under high temperature and high pressure where diamond is stable, and the weight is 70-9.
5% and 0.005 to 1.096 containing boron generated by decomposition of some or all of the boron carbide, and the remainder is FeeN.
Diamond sintered for tools, which is made of an alloy of one or more of Cow Cr and in which boron, which is produced by decomposing part or all of boron carbide, is present in the joints between diamond particles and in the outer periphery of the diamond particles. How the body is manufactured.
(7)ダイヤモンドの粒度が2.〜500μmである特
許請求の範囲第5.6項記載の工具用ダイヤモンド焼結
体の製造方法。
(7) Diamond particle size is 2. The method for manufacturing a diamond sintered body for tools according to claim 5.6, wherein the diamond sintered body has a diameter of 500 μm.
(8)粒度500μm 以下のダイヤモンド粒子と炭化
硼素粉末および周期律表第4a # 5a # 6a 
族の炭化物粉末を混合し、この混合粉末の上にFew 
Nts Co5Cr  の一種または二種以上の合金板
を載置した後、固体圧力媒体を用いた超高圧、高温装置
を使用して、ダイヤモンドが安定な高温高圧下でFe*
N15Coo Cr  の一種または二種以上の合金の
液相をダイヤモンド粒子間に浸入させることによりダイ
ヤモンド粒子を焼結せしめることを特徴とする500μ
m以下のダイヤモンド粒子が重量で70〜95%と0.
005〜1%の炭化硼素の一部または全部が分解して生
じた硼素を含有し、残部が粒度1μm以下の周期律表第
4ae5a+6a 族の炭化物とFe +Ni eCo
t Cr  の一種または二種以上の合金より成り、炭
化硼素の一部または全部が分解して生じた硼素がダイヤ
モンド粒子同志の結合部及びダイヤモンド粒子の外周部
に存在する工具用ダイヤモンド焼結体の製造方法。
(8) Diamond particles and boron carbide powder with a particle size of 500 μm or less and Periodic Table No. 4a #5a #6a
Mix the carbide powder of the above group, and add Few
After placing an alloy plate of one or more types of Nts Co5Cr, using an ultra-high pressure and high temperature device using a solid pressure medium, Fe
500μ characterized in that the diamond particles are sintered by infiltrating the liquid phase of one or more alloys of N15CooCr between the diamond particles.
70-95% by weight of diamond particles less than 0.2 m in size.
005 to 1% of boron carbide containing boron generated by decomposition of part or all of it, the remainder being carbide of group 4ae5a+6a of the periodic table with a particle size of 1 μm or less and Fe + Ni eCo
A diamond sintered body for tools is made of an alloy of one or more types of tCr, and boron produced by decomposition of a part or all of boron carbide is present in the joints between diamond particles and the outer periphery of the diamond particles. Production method.
(9)粒度500μm以下のダイヤモンド粒子炭化硼素
粉末、周期律表第4as5a+6a 族の炭化物粉末及
びFee Nts Coo Cr  の一種または二種
以上の合金粉末を混合し、この混合粉末を固体圧力媒体
を用いた超高圧高温装置を使用してダイヤモンドが安、
定な高温高圧下で焼結せしめることを特徴とする500
μm 以下のダイヤモンド粒子が重量で70〜95%と
0.005〜1%の炭化硼素の一部または全部が分解し
て生じた硼素を含有し、残部が粒度1μm以下の周期律
表第4a+ 5a* 6a 族の炭化物及びFe+Ni
* Coo Cr  の一種または二種以上の合金より
成り、炭化硼素の一部または全部が分解して生じた硼素
がダイヤモンド粒子同志の結合部及びダイヤモンド粒子
の外周部に存在することを特徴とする工具用ダイヤモン
ド焼結体の製造方法。 GOダイヤモンド粒度が2〜500μmである特許請求
の範囲第8.9項記載の工具用ダイヤモンド焼結体の製
造方法。
(9) Boron carbide powder with diamond particles having a particle size of 500 μm or less, carbide powder of Group 4AS5A+6A of the periodic table, and alloy powder of one or more types of Fee Nts Coo Cr were mixed, and this mixed powder was mixed using a solid pressure medium. Diamonds are made cheaper by using ultra-high pressure and high temperature equipment.
500 characterized by being sintered under constant high temperature and high pressure.
Diamond particles with a particle size of 1 μm or less contain 70-95% and 0.005-1% by weight of boron generated by decomposition of some or all of boron carbide, and the remainder has a particle size of 1 μm or less. *6a group carbide and Fe+Ni
* A tool made of one or more alloys of Coo Cr, characterized in that boron produced by decomposition of part or all of boron carbide is present in the joints between diamond particles and in the outer periphery of the diamond particles. A method for producing a diamond sintered body for use. The method for manufacturing a diamond sintered body for tools according to claim 8.9, wherein the GO diamond particle size is 2 to 500 μm.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6342301B1 (en) 1998-07-31 2002-01-29 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Diamond sintered compact and a process for the production of the same
WO2022114192A1 (en) 2020-11-30 2022-06-02 住友電工ハードメタル株式会社 Sintered body and cutting tool

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