JPS59175956A - 研摩材本体 - 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】 発明の背景 本発明はダイヤモンＶ研摩材生成物に関する。

研摩材成形体は当業界に周知であり、種々の加工品を研
摩するために工業界において広く使用されている。該研
摩材成形体は実質的に、硬い集塊状に密着した成形体の
少くとも７０容量％、好ましくは８０〜９０容量％の量
において存在する研摩材粒子の密集体（ｍａｓｓ　）よ
り成る。該成形体は多結晶密集体であシ、大きな単結晶
により置き換えることができる。該成形体の研摩材粒子
はダイヤモンＶ及び等軸晶系窒化ホウ素のような不変の
超硬研摩材である。

一般的に研摩材成形体は該粒子を合成するのに有用な触
媒を含有する第二相又は結合母材（溶剤としても知られ
ている）を含有する。等軸晶系窒化ホウ素の場合におい
て好適な触媒の例としてはアルミニウム又はアルミニウ
ムとニッケル、コバルト、鉄、マンガンもしくはクロム
との合金がある。ダイヤモンＰの場合における好適な触
媒の例としてはコバルト、ニッケルもしくは鉄のような
周期表第■族金属又は上記金属を含有する合金がある。

当業界に公知であるようにダイヤモンド及び等軸晶系窒
化ホウ素の成形体は研摩材粒子が結晶学的に安定である
温度及び圧力の条件下において製造する。

研摩材成形体は使用する工具又は柄に直接に結合させる
ことができる。あるいはその代りに該成形体は超硬合金
支持体のような支持体に接着させてから工具又は柄に取
９つけることができる。

米国特許第４，２２４．３８０号明細書はダイヤモンド
成形体から実質量の触媒を浸出する方法を記載している
。このようにして生成された生成物は該生成物の約７０
容量％と約９５容量％との間を占める自己接着ダイヤモ
ンド粒子と；生成物の約０．０５容量％と約６容量％と
の間を占める、生成物全体にわたって実質上均一に浸透
した金属相と；生成物全体にわたって分散し、かつ該粒
子と該金属相とによって定められた、相互に連絡する空
孔の網状組織であって、ここに該空孔が生成物の５容量
％と６０容量％との間を占める前記網状組織とよシ成る
。浸出はダイヤモンド成形体を高温の濃硝酸−フッ化水
素酸溶液中に成る時間にわたって入れることにより行う
ことができる。この熱酸を使用する処理により触媒相が
浸出され、後に骨格状ダイヤモンＶ構造カ残ル。

発明の要れ 本発明により、本体の少くとも７０容量％の量において
存在し、かつ実質的なダイヤモンＶ対ダイヤモンＰ結合
を有して、密着した骨格状の密集体を形成するダイヤモ
ンド粒子の密集体と、８００℃から１４００℃までの範
囲における融点を有するガラスであって、本体の６０容
量％までを占め、かつ該骨格状密集体の少くとも一部に
あまねく分散している第二相とを包含する研摩材本体が
提供される。

本発明の研摩材本体は良好な熱安定性を有すること、例
えば該研摩材本体はダイヤモンｒの有意の黒鉛化を生ず
ることなく、１０トール又はそれよりも良好な真空下に
１２００°Ｃの程度の温度に耐え得ることがわかった。

更にその上、該本体は強さと剛性とを有する。この特色
の組合せにより該本体が、例えば目直し工具におけるよ
うに工具の使用中に高温が発生する場合、又は例えばサ
ーフェイスセットのシリルビットにおけるように工具の
製造中に高温を必要とする場合に工具に差し込むだめの
工具として好適となる。

発明の詳細 上記の米国特許明細書の教示にしたがって、例えば触媒
第二相を有する研摩材成形体を製造し、次いで例えば浸
出によシ触媒相を除去することによって密着した骨格状
ダイヤモンド密集体を製造することができる。この方法
により製造したダイヤモンド密集体は該密集体にあまね
く分散している少量の触媒相を有する。

ガラスは、冷却されて結晶せずに剛性又は固体状態にな
った融解生成物である。ガラスは一般的にケイ酸塩、ホ
ウ酸塩及びリン酸塩のような酸化物及び酸化物含有化合
物の混合物である。本発明の実施に好適なガラスは８０
００Ｃから１４００°Ｃまでの範囲における融点を有す
るものである。好ましくはガラスは融解状態において低
粘性及び低揮発性をも有する。

ダイヤモンド密集体は典型的！（は生成物の７０〜９５
容量％を占め、ガラス相が該生成物の残部の主要割合を
占める。上記のように該生成物は少量の触媒相をも含有
することができる。

ガラスはダイヤモンド密集体全体にわたって実質上均一
に分散していることが好ましい。

好ましくは該ガラスは熱処理してセラミック形態に変態
させる。この変態により研摩材本体の靭性が増加する。

本発明の研摩材本体はその用途により任意の種種の形状
を呈することができる。好適な形状の例としては円板、
三角形、立方体及び長方形がある。

本発明の研摩材生成物は、密着した骨格状ダイヤモンド
密集体を提供し、そのダイヤモンド密集体を上記の融解
形態のガラス密集体と接触させ、該ガラスを該ダイヤモ
ンド密集体に浸透させることにより製造することができ
る。後者の２工程は真空又は不活性がスのような非酸化
性雰囲気中において行う。がラスはダイヤモンド密集体
全体にわたって実質上均一に浸透させることが好ましい
、該方法の一つの形態においては、ダイヤモンド密集体
を融解ガラス本体に浸漬し、該融解ガラス本体に圧力を
かけることによりガラスをダイヤモンド密集体に浸透さ
せる。この圧力は研摩材が結晶学的に安定な昇温高圧条
件下にオートクレーブ中、アイソタクチックプレス中、
又は高温／高圧プレス中において加えることができる。

この浸透を行わせるために加える圧力は、ガラスの性質
、ダイヤモンド密集体の多孔度及び使用する装置によっ
て変動する。例えばオートクレーブを使用する場合には
圧力が１００バールを超えることはまれであり、この圧
力は典型的には６０分までの時間にわたって維持する。

融解がラス相をダイヤモンド密集体に導入するもう一つ
の好適な方法においては、該ダイヤモンド密集体の一つ
の面と融解がラスとを接触させ、次いで該融解ガラスと
接触している面の反対側の該ダイヤモンド密集体の面に
低圧を生じさせ、それによりガラスを骨格上密集体中に
引き入れる。

両面間の圧力差は融解ガラスと接触している面の反対側
の該密集体の表面に吸引力をかげるか、又は融解ガラス
に圧力をかけるか、あるいは上記方法の両方を使用する
ことにより生じさせることができる。

ダイヤモンド密集体へのガラス相の浸透は該密集体の湿
潤性を改良することにより改良することができる。ダイ
ヤモンド密集体の湿潤性の改良は当業界に公知の方法に
より達成することができる。

例えば浸透前に該骨格状密集体の内部構造を黒鉛化する
こと、コーティングすること、又はエッチすることによ
ってダイヤモンド密集体の湿潤性を改良することができ
る。

浸透後において該浸透されたダイヤ七ンげ密集体を熱処
理することによりがラス相をセラミック形態に変態させ
ることが好ましい。熱処理は真空又は不活性がスのよう
な非酸化性雰囲気中において行うことができる。しかし
ながら該熱処理は空気圧力下において行うこともできる
。なぜなら該浸透したガラスがダイヤモンド密集体に対
し保護膜として作用するからである。該熱処理は典型的
には７００〜１１００℃の範囲の温度において行い、こ
の条件を２４０分までの時間にわたって維持する。

上述したように本発明の研摩材本体は種々の研摩工具に
対する差込み工具として使用することができる。上記の
ような工具の母材に対する該研摩材生成物の接着特性を
改良するために該生成物の外面をエッチするか、又は選
択された表面コーティング剤によりコーティングするか
して、使用すべき工具の母材に効果的に接着させること
ができる。

本発明を下記の非限定的な実施例により説明する。

実施例１ コバルトの第二相を有するダイヤモンＰ成形体を慣用の
方法によシ製造した。該成形体のダイヤモンＶ含量は８
５容量％であり、コバルトが該成形体の残余分を占めて
いた。該ダイヤモンＶ成形体を強酸媒質中に数日間入れ
、コバルト相を除去した。得られた生成物は、密着した
骨格状の物体又は密集体を形成し、かつ該生成物にあま
ねく点在し、実質的にコバルトを含有しない、相互に連
絡している孔を有するダイヤモンｒ粒子の多結晶密集体
であった。

核酸処理生成物を容器に入れ、ホウ素、マグネシウム、
アルミニウム及びバリウムのケイ酸塩及び酸化物より成
る粉末ガラスにより完全に囲んだ。

該容器をオートクレーブに入れ、それを１０００℃の温
度に加熱してガラスを融解させた。該融解ガラスに約１
０バールのアルゴン圧力をかけ、それによりガラスを該
ダイヤモンド密集体の実質量の孔に均一に浸透させた。

温度を下げてガラスを固化させた。過剰ながラスをダイ
ヤモンド密集体から除去した。得られた生成物は当初の
ダイヤモンＰ成形体に匹敵する強さ及び剛性を有するこ
とがわかり、更には１０−４　）−ルの真空下に１２０
０００の温度まで熱安定性であることがわかった。

実施例２ ダイヤモンＶ成形体を前記実施例１に記載のようにして
酸処理して、密着した骨格状ダイヤモンド密集体を製造
した。該ダイヤモンド密集体と酸化リチウム、酸化ホウ
素、シリカ及びリン酸リチウムを含有するガラスの砕片
とを０．００１ミリバール以下の真空中において９５０
°Ｃの温度のもとに一緒に加熱し、次いで冷却して固体
密集体を形成した。９５０°ＣｖＣ加熱することにより
、ガラスは融解した。次いで該密集体をオートクレーブ
中において０．１ミリバールの圧力下に１０００°Ｃに
加熱し、この温度において１０分間放置した。この熱処
理によりガラス中に存在するすべてのガスを逸出させた
。次いで該密集体をこの温度において更に１０分間、ア
ルゴンの６０バールの圧力下に加熱し、次いで加圧下に
冷却した。得られた生成物の試験により、ガラスがダイ
ヤモンド密集体の中心部まで均一に浸透していること、
しかも該密集体の孔を完全に満たしていることが示され
た。

該生成物を７５０°Ｃの温度において６０分間にわたっ
て熱処理することにより研摩材生成物のガラス相がセラ
ミック相に変化した。

実施例６ 前記実施例１に記載の方法において、密着した骨格状ダ
イヤモンド密集体を製造した。この密集体と、酸化リチ
ウム、酸化ホウ素、シリカ、リン酸リチウムを含有する
ガラス、及びアルミナ、酸化バリウム、マグネシアを含
有するもう１種のガラスの等量づつを含有するガラス混
合物の砕片とを０．００１ミ！Ｊバール以下の圧力下に
１０００℃において一緒に加熱し、次いで冷却させて固
体密集体を形成させた。１０００°Ｃに加熱することに
よりガラス混合物は融解した。次いで該密集体をオート
クレーブ中において０．１　ミ’Ｊバールの圧力下［１
０００°Ｃに加熱し、この温度において２８バールのア
ルゴンの圧力下に１０分間放置し、次いで加圧下に冷却
した。前記実施例２におけるように、試験により該がラ
スはダイヤモンｒ密集体の中心部まで浸透し、しかも該
密集体の孔を完全に満たしていることがわかった。

実施例４ 前記実施例１に記載の方法において、密着した骨格状ダ
イヤモンＶ密集体を製造した。この密集体と、酸化アル
ミニウム、酸化バリウム及びマグネシアを含有するガラ
スの砕片とをオートクレーブ中において、０．１　ミ！
Ｊバールの圧力下に８００００において一緒に加熱しく
これによりガラスが融解シた）、次いでアルゴンの２０
パールの圧力下に１０００°Ｃに加熱し、この温度にお
いて１０分間放置した。次いで該密集体を加圧下に冷却
した。

得られた生成物の試験により、ガラスはダイヤモンＰ密
集体の中心部まで浸透し、しかも該密集体の孔を完全に
満たしていることが示された。

研摩材生成物を７５０°Ｃの温度において６０分間熱処
理することにより該研摩材生成物のガラス相はセラミッ
ク相に変化した。

代理人　浅　村　　皓 手続補正書（自発） 昭和５９年３月２１日 特許庁長官殿 １、事件の表示 昭和５９年特許願第　２１５０３　　　丹３、補正をす
る者 事件との関係　特、ｒ１’１４ｔｌｉ：Ｉｉ人４、代理
人 ５、補正命令の日イ」 昭和　　年　　月　　日 ６、補正により増加する発明の数 ８、補正の内容　　別紙のとおり 明細書の浄書　（内容に変更なし）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）研摩材本体の少くとも約７０容量％の量において
   存在し、しかも実質的なダイヤモンド対ダイヤモンド結
   合を有して密着した骨格状密集体を形成するダイヤモン
   ド粒子の密集体と、８００°Ｃから１０００°Ｃまでの
   範囲における融点を有するガラスであって該本体の６０
   容量％までを占め、し°　かも該骨格状密集体の少くと
   も一部にあまねく分散する第二相を包含することを特徴
   とする研摩材本体。 （２）ガラスが酸化物と酸化物含有化合物との混合物で
   ある特許請求の範囲第（１）項記載の研摩材本体。 （３）酸化物含有化合物をケイ酸塩、ホウ酸塩及びリン
   酸塩から選択する特許請求の範囲第（２）項記載の研摩
   材本体。 （４）ガラスが融解状態において低粘性を有する特許請
   求の範囲第（１）項から第（３）項までの任意の項記載
   の研摩材本体。 （５）ガラスが低揮発性を有する特許請求の範囲第（１
   ）項から第（４）項までの任意の項記載の研摩材本体。 （６）ダイヤモンド粒子体が本体の７０％から９５％ま
   でを占め、しかもガラス相が該生成物の残余分の主要割
   合を占める特許請求の範囲第（１）項から第（５）項ま
   での任意の項記載の研摩材本体。 （カ　ガラスがダイヤモンＶ密集体全体にわたって均一
   に分散する特許請求の範囲第（１）項から第（６）項ま
   での任意の項記載の研摩材本体。 （８）　　ガラスがセラミック形態に変態する特許請求
   の範囲第（１）項から第（７）項までの任意の項記載の
   研摩材本体。 （９）実質的なダイヤモンド対ダイヤモンド結合を有し
   て、密着した骨格状密集体を形成するダイヤモンド粒子
   の密集体を提供し、該密集体を融解状態の、かつ８００
   ℃から１４００°Ｃまでの範囲における融点を有するガ
   ラスと接触させ、該ガラスを該骨格状密集体の少くとも
   一部に浸透させ、この後者の２工程を非酸化性雰囲気中
   において行うことを特徴とする特許請求の範囲第（１）
   項から第（力項までの任意の項における研摩材本体の製
   造方法。 （１Ｇ　　ガラスをダイヤモンド密集体全体にわたって
   均一に浸透させる特許請求の範囲第（９）項記載の方法
   。 （１１）ダイヤモンド密集体を融解ガラス本体に浸漬し
   、該融解ガラスに圧力をかげてそれを該密集体に浸透さ
   せる特許請求の範囲第（９）項又は第（１０）項記載の
   方法。 （１２）　　ダイヤモン閏密集体の一面を融解ガラス本
   体と接触させ、該融解ガラスと接触している面の反対側
   の該ダイヤモンド密集体の面上に低圧を発生させ、それ
   によりガラスを該骨格状密集体中に引き入れる特許請求
   の範囲第（９）項又は第（１０）項記載の方法。 ０．３）浸透された骨格状密集体を熱処理してガラスを
   セラミック形態に変態させる特許請求の範囲第（９）項
   から第０２１項までの任意の項記載の方法。 αａ　熱処理を７００００から１１００’Ｃまでの範囲
   の温度において行い、この温度を２４０分までの時間に
   わたって維持する特許請求の範囲第（１３）項記載の方
   法。 （１５）　　熱処理を空気の存在下において行う特許請
   求の範囲第（１３）項又は第（１４）項記載の方法。 （［６）熱処理を非酸化性雰囲気中において行う特許請
   求の範囲第（１３）項又は第０４）項記載の方法。