JPS5841773A - ダイアモンド系積層固結体およびその製造法 - Google Patents

ダイアモンド系積層固結体およびその製造法

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JPS5841773A
JPS5841773A JP13969981A JP13969981A JPS5841773A JP S5841773 A JPS5841773 A JP S5841773A JP 13969981 A JP13969981 A JP 13969981A JP 13969981 A JP13969981 A JP 13969981A JP S5841773 A JPS5841773 A JP S5841773A
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、切削工具材として使用するダイアモンド系積
層固結体およびその製造法に関するものである。
本発明は、ダイアモンド系混合粉末の層状堆積層が焼結
して生成した層状刃物材と、ステライト材粉末の層状堆
積層が焼結して生成した層状基板材と、前記のダイアモ
ンド系混合粉末の層状堆積層とステライト材粉末の層状
堆積層との接触部における混合物の層状堆積層が焼結し
て生成した層状中間材とが、層状基板材の上に層状中間
材が重さなり、其の層状中間材の上に層状刃物材が重さ
なって一体に焼結して構成した切削工具材とするダイア
モンド系積層固結体およびその製造法に関するものであ
る。
本発明のダイアモンド系積層固結体を製造する方法は、
ダイアモンド系積層固結体における基板材を生成するス
テライト材粉末を容器内に層状に堆積し、其のステライ
ト材粉末の堆積層の上に刃物材を生成するダイアモンド
粉末にコバルト、ニッケル、鉄のうちより選択した1種
の金属粉末または2種以上の金属の混合粉末を添加した
ダイアモンド系混合粉末を層状に堆積し、斯様に容器内
に基板材を生成するステライト材粉末の堆積層とダイア
モンド系混合粉末の堆積層とを重ねた積層堆積層を充填
した状態にある容器を高温高圧発生室内に装填して、其
の容器内の積層堆積層をダイアモンドの安定なる温度圧
力条件を満足する焼結用温度と焼結用圧力とめもとに曝
らして焼結作業を行う方法であって、斯様な本発明の方
法によって製造したダイアモンド系積層固結体は、ステ
ライト材粉末の堆積層が焼結して生成した層状基板材と
ダイアモンド系混合粉末の堆積層が焼結して生成した層
状刃物材と、これらのステライト材粉末の堆積層とダイ
アモンド系混合粉末の堆積層との上下の接触部における
ステライト材粉末とダイアモンド系混合粉末とが相互に
混合した薄い中間混合粉末の中間堆積層が焼結して生成
した層状中間材との三つの層であるダイアモンド系混合
粉末の堆積層と中間混合粉末の堆積層とステライト本発
明のダイアモンド系積層固結体は、前記したように、超
硬質物質であるダイアモンドの粉末を、コバルト、ニッ
ケル、鉄のうち工り選択した1種の金属の粉末または2
m以上の金属の混合粉末を添加し混合したダイアそンド
系混合粉末の堆積層を焼結して生成する層状゛刃物材部
と、高い硬度と強い機械的強度とを有するステライト材
の粉末の堆積層を焼結して生成する層状基板材部と、こ
れらのダイアモンド系混合粉末の堆積層とステライト材
粉末の堆積層との接触部におけるダイアモンド系混合粉
末とステライト材粉末との中間混合粉末の中間堆積層を
焼結して生成する層状中間材部とが、其の層状中間材部
を層状刃物材部と層状基板材部との間にはさんで、三つ
の層が連続して一体に焼結した焼結体を構成して、硬度
は極めて高いのであるが靭性に弱いダイアモンド系混合
粉末の焼結体より成る層状刃物材部を、硬度も高く機械
的強度も強いステライト材粉末の焼結体より成る層状基
板材部が、層状中間材部を媒体層として、堅固に且つ強
力に保持して、優れた切削性能を発揮することのできる
切削用工具材を提供することを目的とするものである。
また、本発明のダイアモンド系積層固結体を製造する方
法は、焼結体を生成する容器内にステライト材粉末を層
状に堆積し、其の堆積層の上に、ダイアモンド粉末にコ
バルト、ニッケル、鉄のうちより選択した1′mの金属
の粉末または2種−以上の金属の混合粉末を添加したダ
イアモンド系混合粉□末を層状に堆積して、其の容器内
に、最下層のステライト材粉末の堆積層と、其の最下層
のステライト材粉末の堆積層に置くダイアモンド系混合
粉末の堆積層との接触部において生ずるステライト材粉
末とダイアモンド系混合粉末との中間混合粉末の中間堆
積層と、其の中間堆積層の上に位置するダイアモンド系
混合粉末の堆積層との三つの堆積層が重さなった積層堆
積層を形成し、其の積層堆積層を充填した状態の容器を
、高温高圧発生室内に装填して其の容器内の積層堆積層
にダイアモンドの安定なる温度圧力条件を満足する1、
200’C乃至i、 s o o℃の範囲内の焼結用温
度と50.000に9/cIjI乃至60,000kf
/cj(D範囲内の圧力とを加えて、ダイアモンド系混
合粉末の堆積層とステライト材粉末の堆積層と、これら
二つの堆積層の接触部に生じているダイアモンド系混合
粉末とステライト材粉末との中間混合粉末の中間堆積層
との三つの堆積層が連続した一体の焼結体に焼結した積
層焼結体を製造することを特徴とするダイアモンド系積
層固結体の製造法であって、硬度は極めて高いのである
が靭性に弱いダイアモンド系混合粉末の焼結体である層
状刃物材部を、高い硬度を有すると共に機械的強度も強
いステライト材粉末の焼結体である層状基板材部が、こ
れらの層状刃物材部と層状基板材部との中間に介在する
ダイアモンド系混合粉末とステライト材粉末との中間混
合粉末の焼結体である層状中間材部を媒体層として、堅
固に且つ強力に保持して、ダイアモンド系混合粉末より
成る層状刃物材部と、ダイアモンド系混合粉末とステラ
イト材粉末との混合粉末より成る層状中間材部と、ステ
ライト材粉末より成る層状基板材部との三つの層が連続
して、一体に焼結して、優れた切削性能を発揮する切削
用工具材とするダイアモンド系積層固結体を製造する工
業的に有効な方法を提供することを目的とするものであ
る。次に、本発明の方法によってダイアモンド系積層固
結体を製造する工程と作用とについて説明すると共に本
発明の方法によって製造したダイアモンド系積層固結体
について説明する。
製造作業を始めるに際しては、高温高圧発生室内に装填
する容器の内部に、先づ、クロム−タングステン−コバ
ルト合金系ステライト材の粉末を層状に堆積し、次いで
、其のステライト材粉末のi積層の上に、ダイアモンド
粉末が75重量%乃至95重量%とコバルト、ニッケル
、鉄のうちよシ選択した1種の金属の粉末または2種以
上の金属の混合粉末が25重量%乃至5重量%との割合
範囲内よシ選定した割合にて混合したダイアモンド系混
合粉末を層状に堆積して容器内にステライト材粉末堆積
層とダイアモンド系混合粉末堆積層とが重り合った状態
を形成する。重り合った堆積層においては、ステライト
材粉末堆積層とダイアモンド系混合粉末堆積層との上下
接触部においてステライト材粉末とダイアモンド系混合
粉末とが混合し合って中間混合粉末堆積層を生成して、
容器内においてはステライト材粉末堆積層と中間混合粉
末堆積層とダイアモンド系混合粉末堆積との三つの層よ
り成る積層堆積層を構成した状態を生成する。
次いで、斯様に三つの層よ構成る積層堆積層を充填した
状態にある容器を高温高圧発生室内に装填する・次いで
、其の容器内の積層堆積層を焼結する作業を予備焼結作
業と本焼結作業との2段階にて行い、其の予備焼結作業
において使用する予備焼結用温度と予備焼結用圧力とを
、900℃乃至1.100℃の範囲内の温度と40゜0
00陣/d乃至46,000kg/dの範囲内の圧力と
より選定し、其の本焼結用温度と本焼結用圧力とを1.
200℃乃至1.600℃の範囲内の温度と50.00
0助/I−I+!乃至6 o、 o o o助/dの範
囲内の圧力とよシ選定し、次いで、高温高圧発生室内に
装填した容器内の積層堆積層を焼結する作業を始めるに
当り、先づ、高温高圧発生室内に装填した容器内の積層
堆積層に選定した予備焼結用圧力を加える。続いて、其
の予備焼結用圧力を加えた状態にある積層堆積層を徐々
に加熱して選定した予備焼結用温度にまで昇温しで、其
の予備焼結用温度を保持するに必要な加熱を10分間乃
至50分間持続する0この予備焼結作業を加えられた容
器内に積層堆積層においては、ダイアモンド系混合粉末
の堆積層と、ステライト材粉末の堆積層と、これらのダ
イアモンド系混合粉末の堆積層とステライト材粉末の堆
積層との接触部にて生じた中間混合粉末の堆積層との三
つの堆積層がステライト材粉末の堆積層の上に中間混合
粉末の堆積層が重さなり、其の中間混合粉末の堆積層の
上にダイアモンド系混合粉末の堆積層が重さなって、上
下に連続して7体に不完全焼結した状態を生成する。次
いで、加えていた予備焼結用圧力を強めて選定した本焼
結用圧力にまで昇温し、続いて、予備焼結用温度を保持
するために加えていた加熱を強めて選定した本焼結用温
度にまで昇温しで、其の本焼結用温度を保持するために
必要な加熱を10分間乃至60分間持続する。この本焼
結作業を加えられた容器内の不完全焼結の状態にある積
層堆積層においては、本焼結用温度と本焼結用圧力との
もとに曝らされて、ダイアモンド粒子におけるダイアモ
ンド結晶は安定したままでダイアモンド系混合粉末の堆
積層はダイアモンド系焼結体部を生成し、ステライト材
粉末の堆積層はステライト焼結体部を生成し、ダイアモ
ンド系混合粉末とステライト材粉末との混合粉末の中間
堆積層は中間混合物焼結体部を生成し、同時に、中間混
合物焼結体部とダイアモンド系焼結体部とが一体に焼結
すると共に其の中間混合物焼結体部とステライト焼結体
部とか−・体に焼結して、ダイアモンド系焼結体部と中
間混合物焼結体部とステライト焼結体部との三つの焼結
体部が一体に焼結した状態を生成する。次いで、加えて
いた本焼結用圧力は保持したままで、加熱のみを停止し
、更に、・高温高圧発生室を冷却する。次いで、其の室
内の温度が400℃に降温した後に、加えていた本焼結
用圧力を常圧にもどして、高温高圧発生室内より容器を
押し出し、其の容器内より焼結体を取シ出す。取り出し
て得られる焼結体は、ダイアモンド粉末が75重量%乃
至95重量%とコバルト、ニッケル、鉄のうちより選択
した1種の金属の粉末または2種以上の金属の混合粉末
が25重量%乃至5重量%との割合範囲内より選定した
割合にて混合したダイアモンド系混合粉末より成る層状
のダイアモンド系焼結体部と、層状のダイアモンド系混
合粉末と層状のステライト材粉末との接触部におけるダ
イアモンド系混合粉末とステライト材粉末との混合物よ
り成る中間混合焼結体部とクロム−タングステン−コバ
ルト系合金ステライト材の粉末より成る層状のステライ
ト焼結体部との三つの層の焼結体部が連続して一体の積
層焼結体を構成している切削工具材とするダイアモンド
系積層固結体である。
次に、本発明の方法によって切削工具材とするダイアモ
ンド系積層固結体を製造する゛工程について説明すると
共に製造したダイアモンド系積層固結体について説明す
る。
実施例 1゜ ダイアモンド系混合粉末には、ダイアモンド粉末が78
重量%とコバルト粉末が22重量%との割合のダイアモ
ンド系混合粉末を使用した。
ステライト材粉末には、クロムが26重量外とタングス
テンが5重量%と炭素が1重量%とコバルトが68重量
外との組成を成せるステライト6材の粉末を使用した。
斯様に調製した原料を用いてダイアモンド系積層固結体
を製造する作業を始めるに当り、先づ、容器内にステラ
イト材粉末を5ミリ厚さの層状にて堆積し、その上に、
ダイアモンド系混合粉末を1ミリ厚さの屠体にて堆積し
て、積層堆積層を形成した。次いで、其の積層堆積層を
充填した状態にある容器を高温高圧発生室内に装填した
。次いで、其の装填した容器内の積層堆積層を焼結する
作業を予備焼結作業と本焼結作業との2段階にて行い、
其の予備焼結作業において使用する予備焼結用温度と予
備焼結用圧力とに1,050”Cの温度と45,000
kg/cdの圧力とを選定し、其の本焼結作業において
使用する本焼結用温度と本焼結用圧力とに1.500℃
の温度と57. O’ OO助/−の圧力とを選定した
。次いで、容器内の積層堆積層を焼結する作業を始める
に当り、先づ、其の容器内の積層堆積層に選定した予備
焼結用圧力45,000kf/dを加えた。続いて、予
備焼結用圧力を加えた状態にある積層堆積層を徐々に加
熱して選定した予備焼結用温度1,050℃にまで昇温
しで、其の予備焼結用温度を保持するに必要な加熱を4
0分間持続した。次いで、加えていた予備焼結用圧力を
強めて選定した本焼結用圧力57.000kt/dにま
で昇圧した。続いて、予備焼結用温度を保持するために
加えていた加熱を強めて選定した本焼結用温度1.50
0℃にまで昇温しで、其の本焼結用温度を保持する゛に
必要な加熱を50分間持続した。
次いで、加えていた本焼結用圧力は保持したままで、加
熱のみを停止し、更に高温高圧発生室を外部より水冷し
た。次いで、其の室内の温度が400℃にまで降温した
後に、加えていた本焼結用圧力を常圧にもどして、高温
高圧発生室内より容器を押し出し、其の容器内より焼結
体を取り出した。得られた焼結体は、ダイアモンドが7
8重量%とコバルトが22重量%との割合の組成を成せ
る層状のダイアモンド系焼結体部と、ダイアモンド粉末
とコバルト粉末との混合粉末より成るダイアモンド系混
合粉末の堆積層とステライト材粉末より成るステライト
材粉末堆積層との接触部に2ける混合物より成る層状の
中間混合物焼結体部と、ステライト材粉末より成る層状
のステライト焼結体部との三つの層の焼結体部が連続し
て一体の積層焼結体を構成している切削工具材とするダ
イアモンド系積層固結体であった。
実施例2゜ ダイアモンド系混合粉末には、ダイアモンド粉末が74
重量外とコバルト粉末が16重量%とニッケル粉末が1
0重量外との割合にて混合した混合粉末を使用した0ス
テライト材粉末には、クロムが25重量%とタングステ
ンが7.5重量%と炭素が0.5重量%とニッケルが1
0.5重量%とコバルトが56.5重量%との動台の組
成を成せるステライト31材の粉末を使用した。
斯様に、調製したダイアモンド系混合粉末とステライト
材粉末とを使用してダイアモンド系積層固結体を製造す
る作業は実施例1の場合と同様にして行った。作業を終
えて得た焼結体は、ダイアモンドが74重量%とコバル
トが16重量%とニッケルが10重量外との割合の組成
を成せる層ものダイアモンド系焼結体部と、ダイアモン
ド系焼結体部を生成したダイアモンド粉末とコバルト粉
末とニッケル粉末との混合粉末より成るダイアモンド系
混合粉末の堆積層とステライト焼結体部を生成したステ
ライト材粉末の堆積層との接触部における混合物より成
る層状の中間混合物焼結体部と、ステライト材粉末より
成る層状のステライト焼結体部との三つの層の焼結体部
が連続して一体の積層焼結体を構成した切削工具材とす
るダイアモンド系積層固結体であった。
以上に説明した実施例にて製造したダイアモンド系積層
固結体より成るチップを工具シャンクにロウ付けして研
磨したダイアモンド系工具と、炭化タングステン粉末を
コバルトにて焼結した炭化タングステン焼結体より成る
チップを工具シャンクにロウ付けして研磨した炭化タン
グステン系工具とを使用して切削作業を行った場合の実
績は次の如くで4つだ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  容器内ニクロム−タングステン−コバルト″
    合金系ステライト材粉末を層状に堆積し、その堆積層の
    上に直接にダイアモンド粉末が75重量%乃至95重量
    %とコバルト、ニッケル、鉄のうちより選択した1種の
    金属の粉末または21!1以上の金属の混合粉末が25
    重量%乃至5重量%との割合範囲内より選定した割合に
    て混合したダイアモンド系混合粉末を層状に堆積し、其
    の重ね合せた積層堆積層番充填した状態にある容器を高
    温高圧発生室内に装填して、ダイアモンドの安定なる温
    度圧力条件を満足する焼結用温度と焼結用圧力とのもと
    に曝らして、ダイアモンド系混合粉末の堆積層より生成
    したダイアモンド系層状焼結体部と、ダイアそンド系混
    合粉末の堆積層とステライト材粉末の堆積層との接触部
    にて混合した混合粉末の堆積層より生成した中間混合物
    層状焼結体部と、ステライト材粉末の堆積層エリ生成し
    たステライト層状焼結体部との三つ′の層の焼結体部が
    連続して一体の積層焼結体を構成していることを特徴と
    する切削工具材とするダイアモンド系積層固結体〇(2
    )高温高圧発生室内に装填する容器内に、クロム−タン
    グステン−コバルト合金系ステライト材の粉末を層状に
    堆積し、其の上に直接にダイアモンド粉末が75重量%
    乃至95重量ぞとコバルト、ニッケル、鉄のうちより選
    択した1種の金属の粉末または2種以上の金属の混合粉
    末が25重量%乃至5重量%との割合範囲内より選定し
    た割合にて混合したダイアモンド系混合粉末を層状に堆
    積して、積層堆積層を構成し、其の積層゛堆積層を充填
    した状態にある容器を高温高圧発生室内に装填し、次い
    で、其の容器内の積層堆積層を焼結する作業を予備焼結
    作業と本焼結作業との2段階にて行い、其の予備焼結作
    業において使用する予備焼結用温度と予備焼結用圧力と
    を900℃乃至1.100℃の範囲内の温度と、40、
    000助/d乃至46.000助/dの範囲内の圧力と
    を選定し、其の本焼結作業において使用する本焼結用温
    度と本焼結用圧力とを1.200℃乃至1.600℃の
    範囲内の温度と50,000kf/c+1!乃至60,
    000kf/dの範囲内の圧力とよシ選定し、次いで、
    高温高圧発生装置内に装填した容器内の積層堆積層を焼
    結する作業を始むるに当り、先づ、其の容器内の積層堆
    積層に選定した予備焼結用圧力を加え、続いて、其の予
    備焼結用圧力を加えた状態にある積層堆積層を徐々に加
    熱して選定した予備焼結用温度にまで昇温し、其の予備
    焼結用温度を保持するに必要な加熱を10分間乃至50
    分間持続し、次いで、加えていた圧力を強めて選定した
    本焼結用圧力にまで昇圧し、続いて、予備焼結用温度を
    保持するために加えていた加熱を強めて選定した本焼結
    用温度にまで昇温し、其の本焼結用温度を保持するに必
    要な加熱を10分間乃至60分間持続し、次いで、加え
    ていた本焼結用圧力は保持したままで、加熱のみを停止
    し更に、高温高圧発生室を冷却し、其の室内の温度が4
    00℃にまで降温した後に保持していた本焼結用圧力を
    常圧にもどして、高温高圧発生室内より焼結体を取り出
    すことを特徴とする、ダイアモンド系混合粉末の堆積層
    より生成したダイアモンド系層状焼結体部と、ダイアモ
    ンド系混合粉末あ堆積層とステライト材粉末の堆積層と
    の接触部にて混合した中間混合物層状焼結体部と、ステ
    ライト材粉末の堆積層より生成したステ°ライト材層状
    焼結体部と、の三つの層状焼結体部が一体の積層焼結体
    を構成した切削工具材とするダイアモンド積層固結体の
    製造法〇
JP13969981A 1981-09-07 1981-09-07 ダイアモンド系積層固結体およびその製造法 Expired JPS5925755B2 (ja)

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JPS5925755B2 JPS5925755B2 (ja) 1984-06-20

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006282363A (ja) * 2005-04-04 2006-10-19 Mitsubishi Electric Corp チェーンコンベヤの動力伝達装置と、それに用いるスプロケット

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006282363A (ja) * 2005-04-04 2006-10-19 Mitsubishi Electric Corp チェーンコンベヤの動力伝達装置と、それに用いるスプロケット

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