JPS58217270A - 研摩材素地 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は研）鱗形素地に関するものである。

研ノ孝祠成杉庫は当業界では周知であり、且つ工栗では
柚々の工作製品の研摩に広く使用している。

これらは本負的には固い果魂の中に接付塾せであるｒｔ
形体の容積の少な（とも７０谷砿チ、好゛ましくは８０
谷献係から９０谷殖係までｙ）社で仔「王する１υト屡
材ｄ子の団塊から成っている。成形体はダイヤモンド対
ダイヤモンドの［ハ接諸台が多少ある多結晶質団塊であ
る。成形体の１ｖ１）埴イΔ粒子は必ずダイヤモンド及
び立方晶系磁化ホウ素のような超硬質研ノｌ制である。

研摩材成形体は、第二の相、すなわち粒子を合ノ反する
ときに有効な触媒（浴剤としても公却である）を含有す
る結合マトリックス欠含勺していてもよい。立方晶米屋
化ホウ素の場合では、適切な触媒の例は、アルミニウム
、あるいはアルミニウムとニッケル、コバルト、鉄、マ
ンガン又ハクロムとの合金である。ダイヤモンドの場曾
では、通切な触媒の列は、周期律表の第８朕の金属、１
り１３えばコバルト、ニッケル又は鉄、あるいはこのよ
うな缶端を含有する合金でるる。

＋Ｖｔ　ノ＝材ノ戊形体は円盤又はそれの切片、あるい
は油の形状の破片の形態で提供することができる。

ダイヤモンド及び立方晶系窒化ホウ素のＪ成形体は、研
ノφ祠粒子が結晶学げジに女定な温度及び圧力の条件の
ドで製造する。

研摩初成形本は、使用する工具又は工具の伯に直接接骨
させることができる。別法としては、工具又は工具の柄
に固定する［」ＩＪに、焼結炭化物（ｃｅｍｅｎｔｅｄ
　ｃａｒｂｉｄｅ　）　裏当てのような、裏当てに接合
させることかできる。裏当て１代表的には焼、１店炭化
物袋当て、に接合させた研ノ≠拐成形体も又１傾合研Ｉ
≠拐成形体（ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ａｂｒａｓｉｖｅｃ
ｏｍｐａｃｔｓ　）　Ｊとして、やはり公知である。

ωｉ４＋ル祠成形体及び複合研Ｉ＄材成形体の例は、多
数の特許明＋ｒ４ｆｌ掛、例えば英国特許の第１．４８
９，１３０号明１則語、第１，４５６，７６５分間組−
鉦、及び！！　２，０４８，９２７号明細書、並びに米
国特許の第、５，７４５，６２３考量１ｉ１１１蒼、第
３，７４３，４８９考量細ｄ、及びｉ　４，２２４，３
８０考量細撥で見い出すことができる。

本発明によって、ニッケル、銅、コバルト、鉄又はこれ
らの螢属の一４Ｍ団又はもつと多く・・をゴ有゛ｊ−る
付遠の層を、成形体の人聞と１．４ｈ竹体累地の表向と
の＋Ｍｉに挿入し、且つ層の融点よりも低い一度で、成
形体をづ中人層を辿して保持本系地につｊム故以８ぜせ
る工程を覗言する、研ノ、ヤ材；戊形体を釜属含有保持
体素地に接合さぜる方法を」是供するものである。

第１図では、本発明の方法で使用する合体品の側面＋＝
　＋ｕｒ而図面示し、第２図では、第１図の合体品の一
部化横断面にした透視図乞示す。

本発明の方法では拡散接合技ｌ去を使用する。拡散接合
は尚業界では公知であり、金属の原子が接合界面を通り
超して移動し、連続した組織を作る、苔属対金属の結合
を生じさせる方法でりる。この方法は金属を融点まで到
達させないで、固体状態で行う方法である。拡散接合で
は、研、１≠１２成形体の研摩材粒子に夾′Ｘ旧な損陽
を与えない条件ドで、成形体と保持体素地との間に優れ
た強度の結合を生じることが見い出された。決キすれば
、ダイヤモンド成形体の場曾では、成形体にはグラファ
イトが夾Ａ日ソに全くなく、又立方晶系窒化ホウ素成形
体の、易曾では、六方ｊｔ系窒化ホウ素が実質的に全く
ない。

本発明の万を人はドＢｅの工程、 （ａ）　　ニッケル、＊Ｉ＋ｉｌ、コバルト、鉄、ある
いはこれらの雀属−捕虜又はもつと多くを言刹する会釜
の層を保持体素地の人聞に結合し、（ｂ）　　笠属１曽
が成形体の人聞に接触するように、成形体と保持体素地
とを一緒にし、 （Ｃ）　　可断的な圧力を刃口えることによって、成形
体と保持体素地とを押し会わせ、 （ｄ）　　金属層の温度をその融点よりは低い適切な温
度まで上げ、且つ （ｅ）成形体と保持体素地との間５で拡散接合をさせる
のに十分な時間の間、圧力と温度と、を持続ぢせて、不
活性雰囲気中で工程の（ｄ）と（ｅ）とを行わせる、 を包含するのが好ましい。

長当てを基体に拡散接合させているｌｔ５、加えている
圧力は−、役に４０　Ｎ／ａｍ”　４ｈら３００．Ｎ／
ｌＩＭ″テ少り、且つ使用する温度は６５０Ｃから９５
００までの程度が代ぺ的である。ダイ１′七／ドｒ独煤
をぽ有している記二相のめるタ゛イヤモンドノ戊形体の
場合には、温度は一般７５０　’Ｃよりも尚＜Ｉ、Ａい
。

拡散接合が１０−’　）ル又はもつと良い真壁中、ある
いは不イ占・１生ガスのような・曲の不７占注昼囲気中
で起これば、研承）ｆＡ成形体のＩｕｔ　ノ孝祠粒子に
起こる頂１易は最小限になる。圧力と温度とを５分間か
ら６６０分−ｊ、代表的には５分間から６５分間の間、
持続させて、確央に良好ｌ　ｆ＆合を行わせることがで
きる。

本発明の方法では、列えば水圧ノリンタ゛−圧稲イ戒を
使用する、当業界では公知の方法によって、１黄断的圧
力を卯える■とができる。

成形体と保持体ム１．とに所８μの横断的圧力をノ几え
る独特のノ５法では、′ヤ側の解囲素地と内１則の膨張
素地との間の熱膨張係数の違いを利用する。この方法は
、工程（Ｃ）で成ＪＦ体と保持′１４１：素地とをａ：
＃　’ｑ”’−させた仮に、これらを中に空洞かでさて
いる包囲素地と、空洞σ）中にあってｉ嗅Ｊ影ｌｉ艮恍
故が包囲素地のそれよりも大きい膨張素地とから成る８
体品の空洞の中に入れ、且つ合体品の温度を工程（ａ）
の所望の温度まで上げて、膨張素地を膨張させ、且つ成
形体と保持体素地とに、工程（ｃ）の所望の横萌的圧カ
ン加えることを包言している。

合体品の１晶度は合体品を炉に入れることによって一ヒ
げるのが代表的である。

包囲素地は焼結炭化物、あるいは窒化ケイ累又はジルコ
ニアをペースにし１ヒセラミツクでできていてもよい。

膨張素地は熱ノ彫張係数の犬さい金属又は合金製である
のが代表的である。適切１合金の例はニッケルベース台
金のニモニック（Ｎｉｍｏｎｉｃ　）である。

ノ膨張素地と接触している空洞の表面は、傾斜していて
、素地の頑いている次面と釣り合っていてもよい。ある
いは、１彫張累地は二両所で接触していて、接醍堀面が
傾斜していて、釣り合っていてもよい。

膨張素地が使用する温度条件ドで、接合させる成分とＭ
害な反応をするノー合には、接合させる成分と１彫張素
地との１ｉｊＫ屑切な不イ占１生光てん勿買をめてがう
ことかでさる。

この加圧方法は工具０）伯に研摩利ノ戎形体を皮付する
のにム侍に使用する、す沈わち工具の的が保持体素地で
ある。

第１図及び第２図で本発明のこの児池の実ガ瓜態・１ボ
を示す。

これらの区間を参考にして、が岩犀占炭化（勿で１千っ
た、中に溝、すなわち空洞２４を作っである包囲素地２
２から成る合体品２０を示す。包囲素地２２は鋼鉄保持
ぺ〜スフ８の中のくぼみ２６に固定しである。

空洞２４の中には、１頃科したべ面が、岐３４に沿って
接継して、反対向きに向き付っているくさび３０．３２
がめる。このくさびは合蛍ニモニック製である。

空洞の中には充てん要素３６をも、〈ざび３２の表面３
８と接触させて入れである。充てん要素３６と包囲素地
の光面４ｕとの間知は、−を４祠成形体４４を尿付きせ
ることになっている工具の柄４ｚを置いて必る。工具の
柄４２と成形体４４との間には、工具のｉｒ３と成形体
との間で拡散接合をきせるのに適した薄い苔ＰＡ層４６
を直く。工具の柄と成形体との間で有効な拡散接合を行
うために。

台体品全坏を虐ＩＷ）な温度の炉のＬＰＶＣ，入れる。

一度はｆ）Ｊ：敢接せを起こさせるような温度にしなけ
ればならない。この温度で、ニモニックくさび３０．３
２は包囲素地２２よりも迷い速度で１彫り艮する。

これには工具の１？ｉ　４２と成形体４４とに接合圧力
を及ぼす作用がある。

表面を確実に−、でさるたけ平らにするためには、金属
ノーの露出している表面を磨くことが厘峨であり、且つ
好ましい。、１Δきはダイヤモンド研摩具を使用して行
うことができる。保持体素地を接合させる成形体の表面
も又できるだけ平らにしておくべきである。

保持体素地の表面に接合させる金属層は、特に研ｔｌ中
に聞がったり、ねじれたりしがちである。

これを最小限にするためには、表面に層を析出させ、ノ
ーに横萌的な圧力を加え、ノ・層の温度を１」点よりも
低い温度゛までヒげ、且つ層ン基捧に接合させることが
できるのに十分な時間の間、圧力と温度とを維づ守する
のが好ましいことを児い出した。層に加える圧力はＩ　
Ｎ　／ＩＩＩｍ’か’）　２　口ＯＮ／＋＋＋ｉ＋”°
までの郵囲でめり、且つ苔属層をノ非黙して一ヒげる温
度は７００”Ｃからｉ　１ｏ　ｏ　’ｃまでめるのが代
表的である。温度及び圧力のこれらの条件を５分間から
６００分間までの時間、代表的には５分間から６０分間
の時間維持することができる。「ｉ気メッキ、無−気メ
ツキ、蒸着又はスパッタリング、あるいは址属はくを保
持体素地とｒ＆触させてｉａ＜か、又ははくを金属コー
ティングしである保持体素地の表面と接ノ強さて置く、
などのような当業界で公知の方法によって、暴体の表面
に述属を析出させることができる。イ黄〜１的圧力の加
圧は当業界で公知の方法で行うことができる。

成形体を笠属コーティングを廁しである保持体素地の表
面と接触させる前に、保持体素地の表！用をコーティン
グするのに使用する金属と同一、又は同体なす属で、ｊ
妾会させようとする成形体の光間にｌ厚い一！ｉ属コー
ティングを刀瓜してもよい。このような層は、−気メツ
キ、燕祇メッキ、共空蒸涜及びスパッタリングのような
当業界で公知の方法によって、このようｆｉ＋−をｒ＆
、形体の光間に析出させることかでさる。

１υｆ摩材成形体は、上ｉ己で−４、州に検討したよう
に当業界で公知のどれでろつ−（もよい。詳細には、研
摩材成形体はダイヤモンド成形体又は立方晶系窒化ホウ
素成形体であってもよい。

保持体素地は工具の柄でβっでもよく、あるいは研）ｌ
材成形体と共に仮付研摩材成形体を作るようなものであ
ってもよい。

頃合研摩材成形体用の保持体素地は、当業界では公知の
、焼結炭化物で作ってもよい。適切ｌ。

焼結灰化物（ｃｅｍｅｕｔｅｄ　ｃａｒｂｉｄｅ）の例
は焼結炭化チタン、焼結炭化タンタル、焼結炭化タング
ステン、あるいはこれらの混合物である。焼結炭化物用
の位属相は、一般に６重膚チから３５厘量係壕での鼠で
仕付するニッケル１、コバルト、又は鉄である。

保持体素地は一般に實鼠及び谷偵が研、−１２賊形体の
貞虜及び容積よりも大きい。

成形体と保持体素地とＱ月ｉ４ｊの接合層の４垢は−ｊ
役に２２０μ未満である。不発明の方法によって、成形
体と保持体素地との間の接合のせん断強さを少なくとも
１００　Ｎ　／　：ｕｍ”にすることができる。

ドーピの実施・りＵで、本発明を史に祝りＪする。

実施りｕｌ コバルトを接合させた炭化タングステンのスタブには、
表面に析出させた焼きなまししたニッケルの円盤が付け
てあった。ニッケルコーディングをしである光面に圧力
４ＯＮ／ｍｍ２をツノ１え、且つ温度を９０ＯＣ１で一
部げた。これらの条件を２０分１田持続させた。その後
、ニッケル層の蕗出している表面なタ゛イヤモンドイυ
ｆノ挙兵で１Δいた。ニッケルコーティングの厚ざは１
２Ｄμでめった。

次に、不貞的に窒化アルミニウム及び（又は）ニホウ化
アルミニウムから成る第二相のめる１円盤形の立方晶系
窒化ホウ素成形体を、最初に成形体の王女な平らな截囲
にスタブ上のニッケル層と。

ｆ＆　ｔｖ”ＪＬさせることによって、スタブに」茨会
させた。

Ｊ成形体とスタブとに１黄１祈的な圧力１７０　Ｎ／１
１１１１１’を加えて、両方を押し甘わせ、且つｉ’ｆ
−ｍ、すなわちニッケル層の温度を９２０’Ｃ−ｉでＥ
げた。この処ｍを１０−’　トルのＡ、空中で行った。

これらの条件を２００分ＩＭｊ持絖させた。

この拡改接曾技法によって、成形体と炭化物スタブとの
１ｄｊに曖れた嵌合がでさた。接合のせん断強ざを測定
して、１１０　Ｎ／＝ｒｒｍ２程度であることが分かっ
た。裏当てとスタブとの１ｄ］の接合層の厚さは１２Ｄ
μ程度でめった。

実施例２ ニッケルコーディングをしであるスタブをＪ成形体に頃
合するときに、下記の条件、 ｌ吏用圧力　　　　　１７０　Ｎ　／、、？ｒｎ”使用
温度　　　　　９５０′′Ｃ 持続条件　　　　　　６０分 を使用したことを除いて、実施列１に記載した操作な行
った。

成形体とスタブとの１ｄｊでは、′Ｐはり曖、れた＋１
ができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は不発明の方法で使用する合体品の１μＩｊ間の
ｑ’ＡＩＡノｒ面図でろり、 第２図は第１図の名・体重の一部の・１魚１υｒｌを／
Ｊ’ｚすｆｉ！Ｌ視図であり、 ２０は４合体品、２２は包囲累進、２４はイ４（又は柴
徊）、２６はくぼみ、２Ｂは、ｒｉＩ１１扶製保持ベー
ス１．３０．３２はニモニック製くさび、３４は１、辰
。 、（６は光てん要素、　　３８はくさび表面、４０は包
１ａＩＡ地衣而、　４２は工具の柄、４４は研摩偶成形
体、４６は博い笠属層でめる。 代理人　　浅　村　　　皓 外４名 手続補正書（方式） 昭和５８年７月６日 １、事件の表示 昭和５８　　年特許願第　５６８１３　　　　号３、補
正をする者 小鉢との関係　特、：′１出願人 ４、代理人 ５、補正命令のＥ１伺 昭和５８　年　６月　２８日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）ニッケル、銅、コバルト、鉄、又はこれらの金属
   の内の一種類又はそれ以上を＠壱する会金の層を研摩材
   成形体の衣囲と保持体素地とのｌ１ＪＪに挿入し、且つ
   層の融解点よりも低い温度で、成形体を、挿入層を辿し
   て保持体素地に拡散接合させる工程から成ることを特徴
   とする、研摩材成形体を金属含有保持体素地に請合させ
   る方法。 （２）エイも４ （ａ）　　ニッケル、銅、コバルト、鉄、又はこれらの
   金〃４の内の一種類又はそれ以−ヒな含有する８笠の層
   を、保持体素地の機面に結合し、（ｂ）　　位属層がυ
   又形体の表開に接＋９’、ｌするように、成形体と保持
   体素地とを一緒にし、 （Ｃ）　　これに横断的に圧力を〃口えて、成形体と保
   持体素地とを豆に押し合わせ、 （（１）　　釜属層の温度を融点よりも低い適切な温度
   まで上げ、且つ （ｅ）ｌ成形体と１呆づ弁体素地とα）山］で、」広１
   孜Ｊ掟省をδせるのに十分な時間の１ｉ」、＋ｆ力及び
   （晶ｊ変を維持して、工程の（ｄ）及び（ｅ）　ｌｘ児
   ｒＪＸ、させる、を包ざすることをＬｌ、ｌ：敵とする
   、ヒ６上書＋Ｉ１項に６己（１戊の方法。 （３１ｍ形体及び保持体素地に力■える／ｌＡμＪ１的
   な圧力は、４ＯＮ／−２から３００　Ｎ／、ａｍ２ｚで
   〕Ｉα囲であることを→呑畝とする、上ｉ上第（２）」
   貝にｄ己１戒の方法。 （４）　　釜属層の加熱一度は６５０Ｃから９５０　’
   −０までの・１１百１甜であることを什存畝とする、１
   ：ｄ上書（２）ユ頁又ｒｉ第（３１項に６己１成の方法
   。 （５］　　圧力及び温度を５分間から６６０分ｌｉ、ｉ
   １まで時間持続させることを特徴とする、ト記第（２）
   　ＩＡから第（４）項までのいずれかの唄に６己ｒ成Ｖ
   ）方法。 （６）圧力及び温度を５分１１」から３５分間までの時
   １ｄｊ持続させることケ律萼畝とすφ、ヒ１上書（５）
   Ｊ頁にＨ上載の方法。 （７）工程（ｂ）で成形体と保持不素地とを請合させた
   麦に、これらを中にを洞がでさている包囲素地と、空洞
   の中にめって、ｆＡ膨張・糸数が坦囲系地のそれよりも
   大きい膨張素地とからノ戊る合体品の空洞の中に入れ、
   且つ合体品の温度を工程（ｄ）の所望の温度まで上げて
   、Ｊ膨張素地をノ杉張させ、且つ成形体と保持体素地と
   ０て工程（Ｃ）の所望の横ｉｔｆ圧力を加えることを特
   −とする、上記第（２）唄から第（６）項までのいずれ
   かの項に記載の方法。 （８）合体品を炉の中に入れて、合体品の温度を一ヒげ
   ろことを持直とする、−上記第（７）項に記載の方法。 （９）　包囲素地は固めた炭化物、あるいは窒化ケイ素
   又はジルコニアをベースにしたセラミックででさている
   ことを特徴とする、ｉ：記載（力項又は第１８）項に記
   １戒の方法。 〇〇）膨張床地はニモニック（Ｎｉｍｏｎｉｃ　）鯛で
   あることをヱ臣畝とする２、−ヒｄ上書（力項から第（
   ９）項１でのいずれかの項に記載の方法。 （１υ　工程（ｂ）よりも前に、成形体の表面と接触さ
   せる金属層の表向ン暦〈ことを特徴とする、上記第ｔ２
   ）　ｍ　カラ第（１０）項までのいずれかの項に記載の
   方法。 −釜編ノーを保持体素地の表面に析出させ、層に横断的
   圧力を肌え、層の温度を層の融・点よりも低い温度まで
   上げ、且つ層を保持体素地に候付させることができるの
   に十分な時間の１川、圧力と温度とに持続させることに
   よって、鍼属層ン昧持体素地の表面にｊン合させること
   を性徴とする、と記載（２）唄から４１９項までのいず
   れかの＾貝にｉ己！戒の万ｌ大。 ｕ４　　金属層に刃口える出力はｌＮＡｒ１ｍ′から２
   ０ＯＮ／＋ｎｍ　”筐での範囲であることを特徴とする
   、上記第ｕ’１１項に記載の方法。 （１→　金属層を加熱して上げる温１斐は、７００　′
   ｃから１１００”Ｃｆでの範囲であることを一侍畝とす
   る、上記第−項又は第ｔ１３項に記載の方法。 （１均　　金属層に加える圧力及び温度を５分間から６
   ００分間の間持続させることを特徴とする、上記第１２
   項から第（■ぐ項までのいずれかの頃に口上載の方法。 ＩＪｆＧ　　金属、１−に加える圧力及び温度を５分１
   １」から６０分間の間持続させることを特徴とする、と
   記載０項から第０均項までのいずれかの項にＶ上載の方
   法。 Ｕη　研］φ拐ノ戎形体は立方晶米屋比ホウ素ノ戎形体
   であることを符頭とする、上記ｒＡｔ１）項から第（ト
   ）項までのいずれかの槍に記載の方法。 ｔＪａｌ　　研ノ＄１Ａ成形体はダイヤモンド成形体で
   あることを！爵欧とする、上記第け）唄から第０４項ま
   でのいずれ〃・の項に記１成の方法。 四　保持体素地は工具の伯であることを特徴とする、上
   記第（１１項から第賭項までのいずれかの項に記載の方
   法。 ｊ　保持体素地に接合させる研摩材成形体は１装合ｉＭ
   　ｉｆｔｆｔ形成形体ることを特徴とする、前を上第（
   １）項から第１淘項までのいずれかの項に記載の方法。 １２Ｎ＋保持体素地は焼結炭化物でできていることをｔ
   時数とする、上ｄ上第四項に記・成の方法。 ゆ　保持体素地は焼結炭化タンタル、焼結炭化タングス
   テン、焼結炭化チタン、又はこれらの混合物であること
   を時機とする、上記第（２均項に記載の方法。