JPS60246284A - 耐酸化性の被覆多孔質砥粒コンパクトおよびその製造方法 - Google Patents
耐酸化性の被覆多孔質砥粒コンパクトおよびその製造方法Info
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- JPS60246284A JPS60246284A JP60052568A JP5256885A JPS60246284A JP S60246284 A JPS60246284 A JP S60246284A JP 60052568 A JP60052568 A JP 60052568A JP 5256885 A JP5256885 A JP 5256885A JP S60246284 A JPS60246284 A JP S60246284A
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- B24D3/10—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially inorganic metallic or mixture of metals with ceramic materials, e.g. hard metals, "cermets", cements for porous or cellular structure, e.g. for use with diamonds as abrasives
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- C09K3/14—Anti-slip materials; Abrasives
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- C22C26/00—Alloys containing diamond or cubic or wurtzitic boron nitride, fullerenes or carbon nanotubes
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
−明 の 背 坦
本発明は、■貝要素として有用な自己ll”1合ダイ3
− ヤモンド粒子の多結晶集合体、即ち多結晶コンパクトに
関し、さらに訂しくは耐酸化性の高い金属被覆多結晶集
合体に関する。
− ヤモンド粒子の多結晶集合体、即ち多結晶コンパクトに
関し、さらに訂しくは耐酸化性の高い金属被覆多結晶集
合体に関する。
ダイヤモンド、立方晶窒化1151ti(CBN)また
は他の砥粒を種々の工員の研削、摩耗または切削部に埋
設して用いることはよく知られている。このような工具
の有効部分は樹脂結合および金属結合構造をとっている
。このような砥粒を種々の金属および金属の合金で単層
または多層に被覆して、結合持続性を高め、高温酸化抵
抗を改良し、高温黒鉛化を抑制するなどの利点を得てい
る。このような被覆は微粒ダイヤモンドや他の砥粒を種
々の工具に用いる場合に、特に有効である。この甲−粒
子被覆の代表的な技術としては、英国特許第1゜344
.237号および同第712,057@、米国特許第2
.367.404弓、同第3,650.714号、同第
3.957,461号、同第3.929.432号、同
第3.98/1.214号および西ドイツ国特許公開第
2,124,637号が挙げられる。
は他の砥粒を種々の工員の研削、摩耗または切削部に埋
設して用いることはよく知られている。このような工具
の有効部分は樹脂結合および金属結合構造をとっている
。このような砥粒を種々の金属および金属の合金で単層
または多層に被覆して、結合持続性を高め、高温酸化抵
抗を改良し、高温黒鉛化を抑制するなどの利点を得てい
る。このような被覆は微粒ダイヤモンドや他の砥粒を種
々の工具に用いる場合に、特に有効である。この甲−粒
子被覆の代表的な技術としては、英国特許第1゜344
.237号および同第712,057@、米国特許第2
.367.404弓、同第3,650.714号、同第
3.957,461号、同第3.929.432号、同
第3.98/1.214号および西ドイツ国特許公開第
2,124,637号が挙げられる。
=4 =
多結晶グイt”Eンドおよび多結晶CI3N =lンパ
クトで代表i′5れる多結晶砥粒の=lンパクl−b当
業界でよく知られている。このようなコンバク1〜の代
表的なものが、多結晶ダイヤモンド」ンバクトにツイテ
ハ米t:X4 Viii’f第3 、745 、623
f’rtBJ。
クトで代表i′5れる多結晶砥粒の=lンパクl−b当
業界でよく知られている。このようなコンバク1〜の代
表的なものが、多結晶ダイヤモンド」ンバクトにツイテ
ハ米t:X4 Viii’f第3 、745 、623
f’rtBJ。
び同第3.609,818号に、多結晶CB N −+
ンパクトについては米国特許第3,767.371号お
よび同第3,743,489号に記載されている。この
ような多結晶コンバク1へは多くの使用分野で当技術に
多大な貢献をしているが、高温、例えば約700℃以上
での熱劣化により一]ンパク1〜の有用性が制限され、
特に金属母材結合用途で制限が大きい。このような多結
晶コンパクトの熱安定性が、約3%未満の非ダイヤモン
ド相を含有する多孔質自己結合ダイヤモンドおよびCB
Nコンパクト−(以下「多孔質コンパクト」と称する
)の出現で向1ニした。このタイプのコンバクi〜が米
国特許第4,224.380号および第4,288.2
48@の対象である。
ンパクトについては米国特許第3,767.371号お
よび同第3,743,489号に記載されている。この
ような多結晶コンバク1へは多くの使用分野で当技術に
多大な貢献をしているが、高温、例えば約700℃以上
での熱劣化により一]ンパク1〜の有用性が制限され、
特に金属母材結合用途で制限が大きい。このような多結
晶コンパクトの熱安定性が、約3%未満の非ダイヤモン
ド相を含有する多孔質自己結合ダイヤモンドおよびCB
Nコンパクト−(以下「多孔質コンパクト」と称する
)の出現で向1ニした。このタイプのコンバクi〜が米
国特許第4,224.380号および第4,288.2
48@の対象である。
微視的には多孔質コンパクトの表面は極めて粗いので、
一般に機械的手段による結合保持が充分である。従って
、現行技術では微結晶の対応コンパクトの場合に要求さ
れるような、母材結合反応性被覆の必要性は一般に認め
られていない。さらに、相方に連結した気孔BYとして
気孔が全体に分散した上記自己結合ダイレモン1粒子が
すぐれた熱安定性をもっているのは、通常このような〕
ンバクト中に存在し、ダイヤモンドとは異なる熱膨張係
数をもつ金属性物質の焼結助剤を除去したけいであると
されている。従って、母材結合反応付被覆を設けると、
多孔質コンパクトが被覆金属による再溶浸を受ける可能
性があり、その結果熱安定性が失なわれる可能性がある
と説明されていた。
一般に機械的手段による結合保持が充分である。従って
、現行技術では微結晶の対応コンパクトの場合に要求さ
れるような、母材結合反応性被覆の必要性は一般に認め
られていない。さらに、相方に連結した気孔BYとして
気孔が全体に分散した上記自己結合ダイレモン1粒子が
すぐれた熱安定性をもっているのは、通常このような〕
ンバクト中に存在し、ダイヤモンドとは異なる熱膨張係
数をもつ金属性物質の焼結助剤を除去したけいであると
されている。従って、母材結合反応付被覆を設けると、
多孔質コンパクトが被覆金属による再溶浸を受ける可能
性があり、その結果熱安定性が失なわれる可能性がある
と説明されていた。
母材結合反応性被覆の適用を妨げるもう一つの因子は、
このようなコンパクトが金属結合形成に要する処理の高
湿で酸化しない安定性をもつと予想されることである。
このようなコンパクトが金属結合形成に要する処理の高
湿で酸化しない安定性をもつと予想されることである。
酸化安定14は従来のコンパクトで認識されていた問題
ではない。さらに、同等の1法の大きな単結晶ダイヤモ
ンドが、その人きなサイズに基づくかなり良好な酸化安
定性をもつことが知られ(いる。ダイヤモンドの酸化は
湿度、時間および粒状性(表面積/甲1;t rp品)
の関数であるからCある。
ではない。さらに、同等の1法の大きな単結晶ダイヤモ
ンドが、その人きなサイズに基づくかなり良好な酸化安
定性をもつことが知られ(いる。ダイヤモンドの酸化は
湿度、時間および粒状性(表面積/甲1;t rp品)
の関数であるからCある。
R+11 の 開 示
本発明は、−上述した多孔質多結晶=1ンパタトが、従
来の多結晶ダイヤモンド]ンパク]〜または同等のサイ
ズ(即ら重量)の単結晶ダイヤモンドと比較して、予想
しくワめほど劣つIこ64酸化f1を示4との認識に基
づいている。金属結合形成は不活性または還元付雰囲気
下で行わなければ<’rらず、it /こ多孔質コンパ
クトが良好な熱安定性をもつことが知られているので、
(二lンバク1〜を金属結合1貝に加工する)製造業者
が顕著な耐化劣化をみつ(」ること1ま通常2Zい。不
活171または還元何条(’I l;Lいかイする酸化
の一因ともならないからである。まlこ、製造業者にと
って顕名イ丁酸化劣化に出会うとは予想もしく(1イj
いことである。
来の多結晶ダイヤモンド]ンパク]〜または同等のサイ
ズ(即ら重量)の単結晶ダイヤモンドと比較して、予想
しくワめほど劣つIこ64酸化f1を示4との認識に基
づいている。金属結合形成は不活性または還元付雰囲気
下で行わなければ<’rらず、it /こ多孔質コンパ
クトが良好な熱安定性をもつことが知られているので、
(二lンバク1〜を金属結合1貝に加工する)製造業者
が顕著な耐化劣化をみつ(」ること1ま通常2Zい。不
活171または還元何条(’I l;Lいかイする酸化
の一因ともならないからである。まlこ、製造業者にと
って顕名イ丁酸化劣化に出会うとは予想もしく(1イj
いことである。
しかしながら、金属結合形成がいつム不活111ν囲気
条件で行われるわけではなく、前)ホしIごJ、うに酸
化が考えているよりt)悪くなることがありul7− る。偶然にも、多孔質コンパクトがメツシコダイヤモン
ドと同様の酸化プロフィールを呈Jるとの認識から、こ
のJ:うな多孔質コンパクトの耐酸化性を高める目的で
、本発明に到達した。従って、本発明は、空の通気孔群
がコンパクト全体に分散した自己結合ダイヤモンド粒子
からなるすぐれ1=多結晶コンパクトである。多結晶集
合体またはコンパクトの改良は、このタイプのコンバク
1への耐酸化性を高めるためであり、コンパクトの外表
面すべてが金属結合形成条件下で有効な連続被覆で包囲
され、かくして上記コンパクト中のダイヤモンドの酸化
がコンパクトのダイヤモンド特性の低下が起る限界レベ
ルを越えないようにづることにある。金属結合形成条件
は、ここでは、酸素よIこは水蒸気、即ち酸化性物質の
存在下、約1200℃を実質的に越えない温度での金属
結合形成条r[と定義される。
条件で行われるわけではなく、前)ホしIごJ、うに酸
化が考えているよりt)悪くなることがありul7− る。偶然にも、多孔質コンパクトがメツシコダイヤモン
ドと同様の酸化プロフィールを呈Jるとの認識から、こ
のJ:うな多孔質コンパクトの耐酸化性を高める目的で
、本発明に到達した。従って、本発明は、空の通気孔群
がコンパクト全体に分散した自己結合ダイヤモンド粒子
からなるすぐれ1=多結晶コンパクトである。多結晶集
合体またはコンパクトの改良は、このタイプのコンバク
1への耐酸化性を高めるためであり、コンパクトの外表
面すべてが金属結合形成条件下で有効な連続被覆で包囲
され、かくして上記コンパクト中のダイヤモンドの酸化
がコンパクトのダイヤモンド特性の低下が起る限界レベ
ルを越えないようにづることにある。金属結合形成条件
は、ここでは、酸素よIこは水蒸気、即ち酸化性物質の
存在下、約1200℃を実質的に越えない温度での金属
結合形成条r[と定義される。
多孔質多結晶コンパクトの耐酸化性の改良に対応づる方
法は、コンパクトの外表面ずべてを金属結合形成条(’
F下で有効な連続被覆で包囲し、かく8− して十配]ンパクト中のダイ\7しンドの酸化が−Iン
パクトのダイヤモンド1−IHの11(下が起る限り一
レベルを越えないようにJることJ、りなる。ダイヤモ
ンドニ[業界で代表的な金属被覆で曝ま、i11続被覆
の厚さをもつとも薄いところで約25・〜30 tt以
−ト、好ましくは約50μ以1、イして1iiに好J、
しくは約100μ以上とすべきである。
法は、コンパクトの外表面ずべてを金属結合形成条(’
F下で有効な連続被覆で包囲し、かく8− して十配]ンパクト中のダイ\7しンドの酸化が−Iン
パクトのダイヤモンド1−IHの11(下が起る限り一
レベルを越えないようにJることJ、りなる。ダイヤモ
ンドニ[業界で代表的な金属被覆で曝ま、i11続被覆
の厚さをもつとも薄いところで約25・〜30 tt以
−ト、好ましくは約50μ以1、イして1iiに好J、
しくは約100μ以上とすべきである。
本発明には、多孔1’J集合体または二1ンバタトのJ
ぐれた熱安定性を保持しながら、その耐酸化1)1を高
める利点がある。他の利点として、fI4酸化11の改
良が、コンパクトの、例えば工具要素としての特性を不
本意に失なうこと’Jl < ’+!成される。らう一
つの利点として、改良された多孔質多結晶−〕コンパク
トが金属母材内に適切に保持される。これらの利点や他
の利点が以下の説明から当業者には自ずと明らかになる
はずである。
ぐれた熱安定性を保持しながら、その耐酸化1)1を高
める利点がある。他の利点として、fI4酸化11の改
良が、コンパクトの、例えば工具要素としての特性を不
本意に失なうこと’Jl < ’+!成される。らう一
つの利点として、改良された多孔質多結晶−〕コンパク
トが金属母材内に適切に保持される。これらの利点や他
の利点が以下の説明から当業者には自ずと明らかになる
はずである。
3、発明の詳細な説明
前述したように、ダイヤ1ンド酸化tま潟1α、H,1
1問および粒状性の関数である。純粋な化学FトとしC
のダイ()1ンドは固有の酸化限界温度がある。
1問および粒状性の関数である。純粋な化学FトとしC
のダイ()1ンドは固有の酸化限界温度がある。
予11]t!さることには、本発明者はダイ−7モンド
の粒状性がダイXy Eンドの酸化を評111Jる」−
で小要な要素であることを見出した。即ち、ダイヤモン
ド酎化に関して多結晶集合体が同等重量の単結晶ダイヤ
モンドと同様の挙動をなすであろうと予想されるが、多
孔質多結晶集合体が極めて小ざい甲結晶に負型的<E
M化特性を早することを、本弁明者は見出した。これは
、部分的には、多孔質集合体の粗い表面おにび通気孔に
基づいて生起するものと説明される。次表に、平常空気
中での種々のダイヤモンドタイプについての酸化速度デ
ータを比較して示し、このような種々のダイヤモンドタ
イプについての固有の酸化限界温度の理解を助ける。
の粒状性がダイXy Eンドの酸化を評111Jる」−
で小要な要素であることを見出した。即ち、ダイヤモン
ド酎化に関して多結晶集合体が同等重量の単結晶ダイヤ
モンドと同様の挙動をなすであろうと予想されるが、多
孔質多結晶集合体が極めて小ざい甲結晶に負型的<E
M化特性を早することを、本弁明者は見出した。これは
、部分的には、多孔質集合体の粗い表面おにび通気孔に
基づいて生起するものと説明される。次表に、平常空気
中での種々のダイヤモンドタイプについての酸化速度デ
ータを比較して示し、このような種々のダイヤモンドタ
イプについての固有の酸化限界温度の理解を助ける。
第1表(a)
加熱速度2℃/′分で 加熱速度100°0・′分1%
減吊に達する での酸化限9+! 20、、/25メツシフ 合成ダイヤモンド 770 900 230/270メツシフ 合成ダイ17モンド 640 230/270メツシユ天然 ダイ11モンド(破砕くず) 6/10 725多孔質
多結晶グイt”[ンド 、:1ンパクh 627 (C) 765230’27
0メツシーJ破砕 合成ダイヤモンド 615 7/′IC)(a) TG
A分析、詳しくは実施例参照。
減吊に達する での酸化限9+! 20、、/25メツシフ 合成ダイヤモンド 770 900 230/270メツシフ 合成ダイ17モンド 640 230/270メツシユ天然 ダイ11モンド(破砕くず) 6/10 725多孔質
多結晶グイt”[ンド 、:1ンパクh 627 (C) 765230’27
0メツシーJ破砕 合成ダイヤモンド 615 7/′IC)(a) TG
A分析、詳しくは実施例参照。
(b) 加熱スケジ]−/l/:500℃まr50℃1
5)、?(7)1122℃7・7分。
5)、?(7)1122℃7・7分。
(c) 重!?!7.93〜130.54mgの範囲の
試1116個の平均、渇庶範囲612〜662℃。
試1116個の平均、渇庶範囲612〜662℃。
上表のデータは、ダイヤモンドの1法が1の酸化限界温
度に対してもつ?fi要↑1を強調している。
度に対してもつ?fi要↑1を強調している。
加熱速度が酸化限界温度にな?l影響し1−表から明ら
かである。多孔質多結晶ダイX”Eンドーlンパク11
− トについて測定された低い酸化限界温度もまったく予期
しないものである。本発明の着想に従って達成されるの
は、多孔質多結晶ダイヤモンドT1ンバクトの耐酸化性
または酸化安定性を、その性能および熱安定↑4を保存
し41がら改良するということである。
かである。多孔質多結晶ダイX”Eンドーlンパク11
− トについて測定された低い酸化限界温度もまったく予期
しないものである。本発明の着想に従って達成されるの
は、多孔質多結晶ダイヤモンドT1ンバクトの耐酸化性
または酸化安定性を、その性能および熱安定↑4を保存
し41がら改良するということである。
まず多孔質多結晶ダイヤモンドコンパクトに言及する。
米国特許第4.224.380号および第4.288,
248号にその詳細な開示がある。
248号にその詳細な開示がある。
多孔質多結晶ダイヤモンドコンパクトは、コンパクトの
約70〜95容υ%を占めるダイヤモンド粒子1)+
+ろなる。焼結助剤の金属相がコンパクト全体にはり均
一に存在し、少量、代表的には]ンパクトの約0.05
〜約3容め%の範囲の吊a在する。空の通気孔群がコン
パクトに分散し、これら空孔はダイヤモンド粒子と金属
相とにより画定されている。このような空孔は一般にコ
ンパクトの約5〜30容串%を占める。コンパクトはリ
ーイズが代表的には約1〜1000ミクロンの範囲にあ
る自己結合ダイヤモンド粒子から構成される。こ12− のJ、うな]コンパクトを基体、例えばWC−Co系超
硬合金に結合ザることができるが、このJ、うに支持さ
れた多孔質コンバク1〜は通例、酸化安定11問題をひ
き起J加工条件に出会わない。しかし、このような複合
コンパクトに本発明の教示を適用でさることも確かであ
る。また、未だ試験していないが、本発明の種々の利点
が被覆多孔質CBN]ンパク1〜に6適用できるだろう
。
約70〜95容υ%を占めるダイヤモンド粒子1)+
+ろなる。焼結助剤の金属相がコンパクト全体にはり均
一に存在し、少量、代表的には]ンパクトの約0.05
〜約3容め%の範囲の吊a在する。空の通気孔群がコン
パクトに分散し、これら空孔はダイヤモンド粒子と金属
相とにより画定されている。このような空孔は一般にコ
ンパクトの約5〜30容串%を占める。コンパクトはリ
ーイズが代表的には約1〜1000ミクロンの範囲にあ
る自己結合ダイヤモンド粒子から構成される。こ12− のJ、うな]コンパクトを基体、例えばWC−Co系超
硬合金に結合ザることができるが、このJ、うに支持さ
れた多孔質コンバク1〜は通例、酸化安定11問題をひ
き起J加工条件に出会わない。しかし、このような複合
コンパクトに本発明の教示を適用でさることも確かであ
る。また、未だ試験していないが、本発明の種々の利点
が被覆多孔質CBN]ンパク1〜に6適用できるだろう
。
焼結助剤材料の金属相はダイヤモンド用の触媒/溶媒で
あり、米国特許第2,947,609@おにび第2,9
47,610号に代表されるJ、うな、当業弄でよく知
られた高汀/高温技術によるコンパクト形成に利用され
る。このような触媒物質は、■族金属、り[1ム、マン
ガン、タンクルJ5りなるBYから選ばれる元素形態の
触媒金属;これら触媒金属と非触媒金属との合金化可能
金属の混合物;これら触媒金属2種以上の合金:おJ、
び触媒金属と非触媒金属との合金よりなるれYから選ぶ
。
あり、米国特許第2,947,609@おにび第2,9
47,610号に代表されるJ、うな、当業弄でよく知
られた高汀/高温技術によるコンパクト形成に利用され
る。このような触媒物質は、■族金属、り[1ム、マン
ガン、タンクルJ5りなるBYから選ばれる元素形態の
触媒金属;これら触媒金属と非触媒金属との合金化可能
金属の混合物;これら触媒金属2種以上の合金:おJ、
び触媒金属と非触媒金属との合金よりなるれYから選ぶ
。
元素または合金形態のコバルトが、ダイヤモンドコンバ
クミル形成用の金属相または触媒/JR’!!として当
技術で適切であることを確かめた。
クミル形成用の金属相または触媒/JR’!!として当
技術で適切であることを確かめた。
多孔質多結晶ダイヤモンドコンパクトは、酸処理、液体
亜鉛抽出、電解研摩または類似の処理により金属相を除
去して、熱安定な形態に転化される。]ンパクトは、転
化の反転を促進するか、周囲のダイヤモンドとは異なる
率で膨張するか、あるいは、タイVモンドの黒鉛への転
化を促進し、これにより高温でダイヤモンド−ダイヤモ
ンド粒子結合を破壊づる残留金属相を実質的に含まない
。
亜鉛抽出、電解研摩または類似の処理により金属相を除
去して、熱安定な形態に転化される。]ンパクトは、転
化の反転を促進するか、周囲のダイヤモンドとは異なる
率で膨張するか、あるいは、タイVモンドの黒鉛への転
化を促進し、これにより高温でダイヤモンド−ダイヤモ
ンド粒子結合を破壊づる残留金属相を実質的に含まない
。
従来技術で多孔質多結晶ダイヤモンド集合体を被覆しな
い方がよいとしているのは、この熱劣化を防ぎたいどい
つ要望からである。この点で、従来技術では、多孔質多
結晶ダイヤ′Eンドコンパクトを金属母材中に、金属結
合形成の結束として金属が有意な稈麻までコンパクトへ
の再溶浸をイl]しないような条件下で埋設づるΦ要v
1も認識されている。加工時にこのよう4に注意を払え
ば、多孔質多結晶ダイヤモンドコンパクトに特有の望ま
しい熱安定性が保証される。適正1.r 1111 I
条1′F下では、多孔質多結晶ダイヤモンドコンパクト
、1200〜1300’Cまで実質的な熱劣化をイトし
ること/7 (安定である。このよう41条例には、5
業Wでよく認識されているように、温1αが600−7
00 ”C以上に4Tると予想されるどきの不活性また
は;’i yi性雰囲気が含まれる。
い方がよいとしているのは、この熱劣化を防ぎたいどい
つ要望からである。この点で、従来技術では、多孔質多
結晶ダイヤ′Eンドコンパクトを金属母材中に、金属結
合形成の結束として金属が有意な稈麻までコンパクトへ
の再溶浸をイl]しないような条件下で埋設づるΦ要v
1も認識されている。加工時にこのよう4に注意を払え
ば、多孔質多結晶ダイヤモンドコンパクトに特有の望ま
しい熱安定性が保証される。適正1.r 1111 I
条1′F下では、多孔質多結晶ダイヤモンドコンパクト
、1200〜1300’Cまで実質的な熱劣化をイトし
ること/7 (安定である。このよう41条例には、5
業Wでよく認識されているように、温1αが600−7
00 ”C以上に4Tると予想されるどきの不活性また
は;’i yi性雰囲気が含まれる。
本発明ににれば、このように形成した多孔質多結晶ダイ
ヤモンド技術分野!−を次に被治二[稈に供し、コンパ
クトの外表面の寸べてを連続被覆で包囲する。被ω(J
はとんどの場合経演竹と効率から金属であり、代表的に
はダイヤモンド技術分野で・よく用いられる金属である
。このような?l’l m金属は金属結合形成条fl下
で不活t’lな障キS!か、例えばチタンのようなl!
i素または水蒸気と反応f’lの犠?’1またf、!不
働態化被覆であってbよい。金属液rJ1.1、金属?
21 +4との適合性を付勺し、加重処理雰囲気中で安
定に留まり、ダイV土ンドの存(1手て安定τあり、さ
らに加1!l!1理中(耐久(IEであるl−1的にり
f適である。この被覆は、ダイヤモンド?M l’lの
喪失が認められる限界レベルが加■処理中tt−Jll
!われイ1い限り、本発明の要旨を逸II++りること
/fく、金&]i15− 結合形成中に軟化し、極端な場合には溶融することもあ
る。Φ要なのは被覆の最小厚さおよび連続性を耗持りる
ことである。厚さに対応するのは、被覆として適用され
た特定の材料が?覆る気孔率である。確かに、被N祠料
がち密であるとM素に対して効率のよい障壁が1qられ
、相対的に薄い被覆を適用ヴ−ることができる。他方、
より多孔(’tの被覆材料ではイれを補償するために厚
さを増重必要がある。このような気孔率または密度は材
料に特有であり、被覆を設けるのに選択した特定の方法
の結束である。一般に、被覆の厚さは約30μから約1
50μまでの範囲にあり、揚台によってはもつと大ぎな
値をとってもよい。
ヤモンド技術分野!−を次に被治二[稈に供し、コンパ
クトの外表面の寸べてを連続被覆で包囲する。被ω(J
はとんどの場合経演竹と効率から金属であり、代表的に
はダイヤモンド技術分野で・よく用いられる金属である
。このような?l’l m金属は金属結合形成条fl下
で不活t’lな障キS!か、例えばチタンのようなl!
i素または水蒸気と反応f’lの犠?’1またf、!不
働態化被覆であってbよい。金属液rJ1.1、金属?
21 +4との適合性を付勺し、加重処理雰囲気中で安
定に留まり、ダイV土ンドの存(1手て安定τあり、さ
らに加1!l!1理中(耐久(IEであるl−1的にり
f適である。この被覆は、ダイヤモンド?M l’lの
喪失が認められる限界レベルが加■処理中tt−Jll
!われイ1い限り、本発明の要旨を逸II++りること
/fく、金&]i15− 結合形成中に軟化し、極端な場合には溶融することもあ
る。Φ要なのは被覆の最小厚さおよび連続性を耗持りる
ことである。厚さに対応するのは、被覆として適用され
た特定の材料が?覆る気孔率である。確かに、被N祠料
がち密であるとM素に対して効率のよい障壁が1qられ
、相対的に薄い被覆を適用ヴ−ることができる。他方、
より多孔(’tの被覆材料ではイれを補償するために厚
さを増重必要がある。このような気孔率または密度は材
料に特有であり、被覆を設けるのに選択した特定の方法
の結束である。一般に、被覆の厚さは約30μから約1
50μまでの範囲にあり、揚台によってはもつと大ぎな
値をとってもよい。
ダイヤモンド技術分野で有力な金属としては、例えばニ
ッケル、銅、チタン、鉄、コバルト、りnム、タンタル
などがある。勿論、混合物、積重ね層(同じまたは責な
る組成のf’i’+1m、例えばWまたは7rのような
耐火金属の内層と他の慣用金属の外層)または合金を、
必要なら、望ましいならあるいは好都合なら使用するこ
ともできる。金属−16− 被覆がたしかに当技杯Iで(,1好)凶で・あろうが、
被F、7としてセラミック液留、イi機金屈被iでイf
ど0、このよう<; +A Flが耐酸化11の向1を
実現りるのに必D % n Mヲ’fl FF ”l
ル17)−tアtt 1.i、fJ: fll +’l
fE テあることをJ電解1べさである。このfJ設
ぐ、被覆祠穿≧1が炭化物形成flである必要は4丁い
。叩ら、llタイ/1ンドと反応してダイ1′ノシンj
:と化学11合を形成(lる必要はイ1い。しかし、被
覆材1′H1とタイ−7[ン1゜との間に化学反応が起
ったどじでし、ぞれにJ、す二1ンパク]へのダイヤモ
ンド特i11の喪失がlitと八7どまたは1つl、:
く起らないならば、ぞのJ、う<C化学反応も訂容でき
ることを理解・ノベきであろ3.]コンパクトのダイヤ
モンド特(/lの喪失が起る限界レベルと)よ、多孔質
多結晶タイ(ノモンド丁1ンパク1〜か♀するダイヤ−
[ンド特ゼ1が翰持されることを愚昧する。このような
特性とは、例えば熱安定1)1、横破断強さ、硬さ、イ
の仙の特Mて、例えば釆II、)狛FF第’I、224
.380g1f;J、び第1288゜248号に記載の
通りである。当聚者てあれば11しく認識でさるJ、う
に、このJ、うむダイA’ tンド特i4が失なわれな
ければ、コンパクトの一部が犠牲になってもかまわない
ことを理解すべきである。
ッケル、銅、チタン、鉄、コバルト、りnム、タンタル
などがある。勿論、混合物、積重ね層(同じまたは責な
る組成のf’i’+1m、例えばWまたは7rのような
耐火金属の内層と他の慣用金属の外層)または合金を、
必要なら、望ましいならあるいは好都合なら使用するこ
ともできる。金属−16− 被覆がたしかに当技杯Iで(,1好)凶で・あろうが、
被F、7としてセラミック液留、イi機金屈被iでイf
ど0、このよう<; +A Flが耐酸化11の向1を
実現りるのに必D % n Mヲ’fl FF ”l
ル17)−tアtt 1.i、fJ: fll +’l
fE テあることをJ電解1べさである。このfJ設
ぐ、被覆祠穿≧1が炭化物形成flである必要は4丁い
。叩ら、llタイ/1ンドと反応してダイ1′ノシンj
:と化学11合を形成(lる必要はイ1い。しかし、被
覆材1′H1とタイ−7[ン1゜との間に化学反応が起
ったどじでし、ぞれにJ、す二1ンパク]へのダイヤモ
ンド特i11の喪失がlitと八7どまたは1つl、:
く起らないならば、ぞのJ、う<C化学反応も訂容でき
ることを理解・ノベきであろ3.]コンパクトのダイヤ
モンド特(/lの喪失が起る限界レベルと)よ、多孔質
多結晶タイ(ノモンド丁1ンパク1〜か♀するダイヤ−
[ンド特ゼ1が翰持されることを愚昧する。このような
特性とは、例えば熱安定1)1、横破断強さ、硬さ、イ
の仙の特Mて、例えば釆II、)狛FF第’I、224
.380g1f;J、び第1288゜248号に記載の
通りである。当聚者てあれば11しく認識でさるJ、う
に、このJ、うむダイA’ tンド特i4が失なわれな
ければ、コンパクトの一部が犠牲になってもかまわない
ことを理解すべきである。
好ましい金属被覆を多数の慣用技術により、多孔質多結
晶ダイVモンドコンパクトに適用することがぐきる。ま
だ試験していないが、電解めっきが好適な技術と考えら
れる。電気めっきにより非導電性材料、例えば多結晶ダ
イヤモンド上に均一な層をj「積するには、2つの作用
、即ち表面を活性化して表面を導電性にすることと、機
械装置を用いてぬつぎ中粒子を遊動状態に保つことを実
施する必要がある。第1の目的は、多孔質コンパクトの
表面を金属で被覆することにより達成される。
晶ダイVモンドコンパクトに適用することがぐきる。ま
だ試験していないが、電解めっきが好適な技術と考えら
れる。電気めっきにより非導電性材料、例えば多結晶ダ
イヤモンド上に均一な層をj「積するには、2つの作用
、即ち表面を活性化して表面を導電性にすることと、機
械装置を用いてぬつぎ中粒子を遊動状態に保つことを実
施する必要がある。第1の目的は、多孔質コンパクトの
表面を金属で被覆することにより達成される。
それには色々な方法が使用でき、また当業界で使用され
てきた。支配的な方法として、ダイヤモンドをilI性
塩生塩化第溶液に浸漬し、次いでブラシア(3rash
ear )調製液を用いて調製済み表面上で銀を還元す
る方法と、無電解ニッケルまたは銅のち密な層を設ける
一層一般的で新しい方法の2つがある。薄い金属層を金
属蒸着、スパッタリング、化学的蒸着(CVD)または
バック拡散により設ける別法も、必要なら、望ましいな
らまた9T都合なら、通常のやり方で使用することがで
きる。
てきた。支配的な方法として、ダイヤモンドをilI性
塩生塩化第溶液に浸漬し、次いでブラシア(3rash
ear )調製液を用いて調製済み表面上で銀を還元す
る方法と、無電解ニッケルまたは銅のち密な層を設ける
一層一般的で新しい方法の2つがある。薄い金属層を金
属蒸着、スパッタリング、化学的蒸着(CVD)または
バック拡散により設ける別法も、必要なら、望ましいな
らまた9T都合なら、通常のやり方で使用することがで
きる。
ひとたび多孔質コンパクトの表面を導電1’lにしたら
、標準的な電解技術を用いてコンパクトは容易にめっき
される。金属の付着はJ:り知られた方法であるが、コ
ンパクト同士を接着Jることなく金属を均−付着覆るの
は困難である。バレルめっきは、電気めっき技術者がそ
のような困難を克服するために使用した技術である。こ
の方法では、活性化した多孔質コンパクトを、基部に陰
極を設置ノだ傾斜回転シリンダまたはバレルに入れる。
、標準的な電解技術を用いてコンパクトは容易にめっき
される。金属の付着はJ:り知られた方法であるが、コ
ンパクト同士を接着Jることなく金属を均−付着覆るの
は困難である。バレルめっきは、電気めっき技術者がそ
のような困難を克服するために使用した技術である。こ
の方法では、活性化した多孔質コンパクトを、基部に陰
極を設置ノだ傾斜回転シリンダまたはバレルに入れる。
陽極はニッケルめっきしたいときにはニッケル類であり
、傾斜バレルの1端に配碑ツる。bつともよく用いられ
るめっき液はワッツ(Watts)浴である。ワツツ浴
は約10(1//の硫酸ニッケル六水和物、60’j/
1の塩化ニッケル六水和物および40’)/lのホウ酸
を水溶液として含有する。
、傾斜バレルの1端に配碑ツる。bつともよく用いられ
るめっき液はワッツ(Watts)浴である。ワツツ浴
は約10(1//の硫酸ニッケル六水和物、60’j/
1の塩化ニッケル六水和物および40’)/lのホウ酸
を水溶液として含有する。
施用される特定の金属、液留多結晶コンパクトの用途そ
の他の要素に望ましい被覆の最t14厚さを達成するの
に適当な条件および時間でめっきを行う。
の他の要素に望ましい被覆の最t14厚さを達成するの
に適当な条件および時間でめっきを行う。
−l ソ −
金属結合形成は代表的には、約700℃のように低い温
度から約1200℃またはそれより僅かに高い温度まで
の範囲の温度で実施する。多孔質多結晶ダイVモンドコ
ンパクトは、このような温度範囲で酸化を受けやすいの
で、保護が必要である。この点で多孔質コンパクトが、
不活性または還元性雰囲気下で処理されるときには、熱
およびWIAに対して1Φめて安定であることを再び述
べておかなければならない。しかし、代表的には空気ま
たは水蒸気の存在により酸化性条1’1が生成するので
、酸化が始まる。雰囲気中の酸素または水が低レベルで
あると、必要な度合の保護を達成するのに相対的に薄い
被覆でも耐えられるようである。
度から約1200℃またはそれより僅かに高い温度まで
の範囲の温度で実施する。多孔質多結晶ダイVモンドコ
ンパクトは、このような温度範囲で酸化を受けやすいの
で、保護が必要である。この点で多孔質コンパクトが、
不活性または還元性雰囲気下で処理されるときには、熱
およびWIAに対して1Φめて安定であることを再び述
べておかなければならない。しかし、代表的には空気ま
たは水蒸気の存在により酸化性条1’1が生成するので
、酸化が始まる。雰囲気中の酸素または水が低レベルで
あると、必要な度合の保護を達成するのに相対的に薄い
被覆でも耐えられるようである。
しかし、酸化過程の開始には痕跡量の水よIごは酸素が
必要なだけであることを認識ずべきである。
必要なだけであることを認識ずべきである。
なお強調しておくと、被覆にピンホールでも存在すると
、酸素が多孔質コンパクト中に浸透し、づぐに劣化(崩
l1l)が続いて起るので、通常ではピンホールの存在
は許容できない。本発明の被覆コンパクトを用いると、
被覆コンパクトの処理加工20− を比較的厳しくない条件下で行うことができる利点が得
られる。さらに、姐理■稈に酸素または水蒸気が偶然進
入するようなことが起った場合でも、保護手段がどられ
ている。金属結合形成は、通例、金属粉末の成形および
通常の溶浸ぞの曲の技術により実施1J−ることができ
る。このような実施過程はまったく慣例通りであり、こ
のような金属結合形成についてここでこれ以上説明する
必要は4にいだるう。
、酸素が多孔質コンパクト中に浸透し、づぐに劣化(崩
l1l)が続いて起るので、通常ではピンホールの存在
は許容できない。本発明の被覆コンパクトを用いると、
被覆コンパクトの処理加工20− を比較的厳しくない条件下で行うことができる利点が得
られる。さらに、姐理■稈に酸素または水蒸気が偶然進
入するようなことが起った場合でも、保護手段がどられ
ている。金属結合形成は、通例、金属粉末の成形および
通常の溶浸ぞの曲の技術により実施1J−ることができ
る。このような実施過程はまったく慣例通りであり、こ
のような金属結合形成についてここでこれ以上説明する
必要は4にいだるう。
以下の実施例により本発明をどのように実/il!!す
るかを示すが、これらの実施例が本発明を限定するもの
と解すべきではない。本川111Nでは、特k[しない
限り、割合およびバーレンテージはづべて重吊塁型であ
り、単位はすベー(メーl〜ル法である。
るかを示すが、これらの実施例が本発明を限定するもの
と解すべきではない。本川111Nでは、特k[しない
限り、割合およびバーレンテージはづべて重吊塁型であ
り、単位はすベー(メーl〜ル法である。
また刊行物1.i?lべて先行文献として引用しである
。
。
実 施 例
熱千m分析(以下TGΔ)はリーンプル重♂を制御され
た雰囲気中で高い温度条CIで連続測定づるものである
。(ノンプル重昂の減少は、υ−ンブルから揮発性の反
応生成物が発生したことを承り。ダイVモンドについて
は、M索が高温で反応して一酸化炭素、二酸化炭素およ
びこれらの混合物を形成する。J 、 E 、 F 1
eldlta、[ダイヤモンドの性質(−丁he pr
operties or [)iamond) j 、
アカデミツク・ブレス(△CadOIllICp re
SS)刊、米国二1−ヨーク州ニューヨーク、1979
年参照。
た雰囲気中で高い温度条CIで連続測定づるものである
。(ノンプル重昂の減少は、υ−ンブルから揮発性の反
応生成物が発生したことを承り。ダイVモンドについて
は、M索が高温で反応して一酸化炭素、二酸化炭素およ
びこれらの混合物を形成する。J 、 E 、 F 1
eldlta、[ダイヤモンドの性質(−丁he pr
operties or [)iamond) j 、
アカデミツク・ブレス(△CadOIllICp re
SS)刊、米国二1−ヨーク州ニューヨーク、1979
年参照。
TG△測定によって、ダイヤモンド製品が酸化し始める
限界温度をめることかできる。ここに報告したTGA曲
線はデュポン([)upont ) 1090熱分析器
(Thermal A nalyzer )で、すべて
のサンプルを白金サンプルホルダにのせて(りたもので
ある。すべての雰囲気を751!/分の流暢で導入した
。「空気」雰囲気にはボンベ詰め呼吸用空気を使用した
。アルゴンキルリヤガスは工業純度(Il[1度99.
9%)のものであった。
限界温度をめることかできる。ここに報告したTGA曲
線はデュポン([)upont ) 1090熱分析器
(Thermal A nalyzer )で、すべて
のサンプルを白金サンプルホルダにのせて(りたもので
ある。すべての雰囲気を751!/分の流暢で導入した
。「空気」雰囲気にはボンベ詰め呼吸用空気を使用した
。アルゴンキルリヤガスは工業純度(Il[1度99.
9%)のものであった。
多孔質多結晶ダイヤモンドコンパクトを米国特許第4.
.224,380号および第4.288゜248号に従
って製造した。評価対象の]ンパクトはサイズが総槍量
で811(Iを少し下まわる圃から130111(+を
越える値まであった。チタン金属被覆を多孔質多結晶ダ
イヤモンドコンパクトに、慣例のスパッタリング(11
技術によって施した。ニッケルー燐被膜を慣例の無電解
めっき技術により巾ね層として施し、実施例に報告した
望ましい厚さレベルを達成した。実験のそのほかの細か
い点は各実施例に関連して記づ。
.224,380号および第4.288゜248号に従
って製造した。評価対象の]ンパクトはサイズが総槍量
で811(Iを少し下まわる圃から130111(+を
越える値まであった。チタン金属被覆を多孔質多結晶ダ
イヤモンドコンパクトに、慣例のスパッタリング(11
技術によって施した。ニッケルー燐被膜を慣例の無電解
めっき技術により巾ね層として施し、実施例に報告した
望ましい厚さレベルを達成した。実験のそのほかの細か
い点は各実施例に関連して記づ。
実施例 1
多孔質多結晶ダイヤモンド]ンパク;・(総重畠621
1(1)を温度範囲25℃〜1150℃、加熱速度5°
C/分でTGA分析に供した。v51図に、工業用アル
ゴンカス(Pa素5ppm 、 4m51)rllll
) +7)加熱用雰囲気中で記録し/、: T Gへ
曲線を示ず。リンプルの1%減硲が870℃で記録され
た。低レベルのl!i索/水蒸気の極めて腐食性の性質
と、多孔質多結晶ダイ17モンドニ1ンパクトとの速い
反応速度がこの実験で実証されCいる。
1(1)を温度範囲25℃〜1150℃、加熱速度5°
C/分でTGA分析に供した。v51図に、工業用アル
ゴンカス(Pa素5ppm 、 4m51)rllll
) +7)加熱用雰囲気中で記録し/、: T Gへ
曲線を示ず。リンプルの1%減硲が870℃で記録され
た。低レベルのl!i索/水蒸気の極めて腐食性の性質
と、多孔質多結晶ダイ17モンドニ1ンパクトとの速い
反応速度がこの実験で実証されCいる。
導入アルゴンガスラインに乾燥装@(硫酸カルシウム充
填管)を取りつけて、TO△試験を繰返した。そのほか
に、ガス中に]・ラップされ凝縮された酸素/湿気を吸
取りるために、銅版片をTG23− A炉内に入れた。この実験の結果を第2図に示す。
填管)を取りつけて、TO△試験を繰返した。そのほか
に、ガス中に]・ラップされ凝縮された酸素/湿気を吸
取りるために、銅版片をTG23− A炉内に入れた。この実験の結果を第2図に示す。
同じ実験条件下で減量の徴候が実質的には記録されなか
った(0.25重量%が記録された)ことがわかる。こ
のことは、製造業者が対象としている多孔質多結晶ダイ
ヤモンドコンパクトでの金属結合形成に際して推奨され
る不活性または還元性雰囲気条件を維持するならば、適
当な加工処理条件下でコンパクトの損失がほんの少しし
か、また従って得られるダイヤモンド物理特性の損失が
せいぜいあったとしてもほんの少ししか生じない、こと
を実証している。製造業者が適正な条件を維持しないか
、装置の誤作動が起ると、ダイヤモンドがすぐにコンパ
クトから失なわれ、それに伴なってダイヤモンド特性も
失なわれる。
った(0.25重量%が記録された)ことがわかる。こ
のことは、製造業者が対象としている多孔質多結晶ダイ
ヤモンドコンパクトでの金属結合形成に際して推奨され
る不活性または還元性雰囲気条件を維持するならば、適
当な加工処理条件下でコンパクトの損失がほんの少しし
か、また従って得られるダイヤモンド物理特性の損失が
せいぜいあったとしてもほんの少ししか生じない、こと
を実証している。製造業者が適正な条件を維持しないか
、装置の誤作動が起ると、ダイヤモンドがすぐにコンパ
クトから失なわれ、それに伴なってダイヤモンド特性も
失なわれる。
再び第1図に触れると、多孔質多結晶ダイヤモンドコン
パクトが同等重陽の単結晶ダイヤモンドのようにではな
く、細かいダイヤモンド粒子のように酸化するのは予期
せざる意外なことである。
パクトが同等重陽の単結晶ダイヤモンドのようにではな
く、細かいダイヤモンド粒子のように酸化するのは予期
せざる意外なことである。
しかし、そのような酸素との反応性が本例の結果により
実証されている。
実証されている。
24一
実施例 2
多孔質多結晶ダイA7モンド]ンバクトの酸化安定性を
高めるために、←ト々のコンパクトをチタン(被覆厚さ
3〜5 u )およびニッケルー燐(被閲厚さ約30μ
)で被覆した。チタン被覆コンパクト(被覆前の]シバ
91〜重ff123.41mo)を空気雰囲気中92℃
/分のテI温速度で1100℃の等温条件まで加熱した
。温度780℃で、ダイヤモンドの実質的u1失が記録
された。慣例のスパッタ技術によりチタンで被覆したほ
ず同じ]ンバクトでは、痕跡ωの水中酸素を含有づるア
ルゴン雰囲気中で試験したとき、サンプルは約1000
℃の温度まで[1増加を示し、続いて次の30分の試験
期間中小さな化m減少(0,5重量%)を示した。@準
増加は明らかに、I Q用アルゴン雰囲気中の残留酸素
によるチタン被覆十の酸化物形成のせいである。その後
の平準減少はダイヤモンドの酸化のせいであると認めら
れる。この被覆は処理条r1下で有効な保護をなづのに
十分な厚さが不足していた、と認められる。
高めるために、←ト々のコンパクトをチタン(被覆厚さ
3〜5 u )およびニッケルー燐(被閲厚さ約30μ
)で被覆した。チタン被覆コンパクト(被覆前の]シバ
91〜重ff123.41mo)を空気雰囲気中92℃
/分のテI温速度で1100℃の等温条件まで加熱した
。温度780℃で、ダイヤモンドの実質的u1失が記録
された。慣例のスパッタ技術によりチタンで被覆したほ
ず同じ]ンバクトでは、痕跡ωの水中酸素を含有づるア
ルゴン雰囲気中で試験したとき、サンプルは約1000
℃の温度まで[1増加を示し、続いて次の30分の試験
期間中小さな化m減少(0,5重量%)を示した。@準
増加は明らかに、I Q用アルゴン雰囲気中の残留酸素
によるチタン被覆十の酸化物形成のせいである。その後
の平準減少はダイヤモンドの酸化のせいであると認めら
れる。この被覆は処理条r1下で有効な保護をなづのに
十分な厚さが不足していた、と認められる。
多孔質コンパクトの別のサンプルをニッケルー燐被覆で
厚さ約30μに被覆し、昇温速度94℃/分の昇温後、
温度850℃の等温加熱条件下でTG△試験を行った。
厚さ約30μに被覆し、昇温速度94℃/分の昇温後、
温度850℃の等温加熱条件下でTG△試験を行った。
このような条件下で、]コンバクは合計加熱時間18分
の間酸化に対し安定であった。しかし、同一1]ツl−
からの別のコンバクl−+)ンプルは、1000℃まで
等温条件下で試験したとき、わずか10分間の加熱後に
急速に酸化した。これらの結果から、相対的に速い加熱
速度スケジコールを用いると、サンプルを相対的に遅い
速度で加熱した場合と較べて、酸化限界温度が高くなる
ことがわかる。850℃等温試験した被覆コンパクトが
、本発明についての研究過程で行った上記および曲の試
験に基づくと、もつと長時間の加熱時には酸化を受ける
可能性がある。
の間酸化に対し安定であった。しかし、同一1]ツl−
からの別のコンバクl−+)ンプルは、1000℃まで
等温条件下で試験したとき、わずか10分間の加熱後に
急速に酸化した。これらの結果から、相対的に速い加熱
速度スケジコールを用いると、サンプルを相対的に遅い
速度で加熱した場合と較べて、酸化限界温度が高くなる
ことがわかる。850℃等温試験した被覆コンパクトが
、本発明についての研究過程で行った上記および曲の試
験に基づくと、もつと長時間の加熱時には酸化を受ける
可能性がある。
別のリンプルを厚さ50μと見積られる7、7rロ囲%
銅被膜で被覆した。このサンプルに、同様の971’C
/分の昇温後、850℃等温TGA分析を行った。約4
〜5分の加熱後、若干の市■増加が記録された。温度が
800℃に達した約9分間の加熱時間(す、人5\な減
量が始まった。最初のΦm増加は銅の酸化に帰けられ、
次の減FdはグイV)[ンドの酸化に帰せられるJ、う
である。銅被佑す多孔質ひあるのでは(2いがど思われ
る。
銅被膜で被覆した。このサンプルに、同様の971’C
/分の昇温後、850℃等温TGA分析を行った。約4
〜5分の加熱後、若干の市■増加が記録された。温度が
800℃に達した約9分間の加熱時間(す、人5\な減
量が始まった。最初のΦm増加は銅の酸化に帰けられ、
次の減FdはグイV)[ンドの酸化に帰せられるJ、う
である。銅被佑す多孔質ひあるのでは(2いがど思われ
る。
実施例 3
多孔質コンパクトの別のリンゾルを〜ツヶル燐被膜で3
0μ乃¥100μを超るまでの範囲の厚さに被覆した。
0μ乃¥100μを超るまでの範囲の厚さに被覆した。
温度500℃まで50’C/分次いで2℃2・7分の加
熱スクジコールでの加熱後、各被覆サンプルを空気雰囲
気中でTGΔ分析に供した。500℃での重ωを用い(
、物質の1税着にJ、る減量を分析では無視ける。ここ
で1ン、限yI温度で酸化や特性の望ましくない喪失が
イ[しない。リンプル1は重量71.42111(1、
リンプル2は小?7382.52mo、そしてサンプル
3はΦJfi162゜6 I neoであった。1%、
3%および5%減ri!時点のT G A減♀結里を次
表およびリンゾル1乃〒J1に対応する第3へ・5図に
示4゜ 27− 第2表 十人の結果から、加熱スケジコールが遅いとダイヤモン
ドの酸化が始まる限界温度が低くなることがわかる。こ
れらの結果から、30μの被覆が、被覆してない多孔質
多結晶ダイヤモンドコンパクトに対づる明白な改良とし
て、例えば天然ダイヤモンドが通常850℃またはそれ
より少し高い温度まで安定であるのと較べる場合に、十
分な酸化安定性を得るのが明らかなおおよぞの最小厚さ
であることがわかる。
熱スクジコールでの加熱後、各被覆サンプルを空気雰囲
気中でTGΔ分析に供した。500℃での重ωを用い(
、物質の1税着にJ、る減量を分析では無視ける。ここ
で1ン、限yI温度で酸化や特性の望ましくない喪失が
イ[しない。リンプル1は重量71.42111(1、
リンプル2は小?7382.52mo、そしてサンプル
3はΦJfi162゜6 I neoであった。1%、
3%および5%減ri!時点のT G A減♀結里を次
表およびリンゾル1乃〒J1に対応する第3へ・5図に
示4゜ 27− 第2表 十人の結果から、加熱スケジコールが遅いとダイヤモン
ドの酸化が始まる限界温度が低くなることがわかる。こ
れらの結果から、30μの被覆が、被覆してない多孔質
多結晶ダイヤモンドコンパクトに対づる明白な改良とし
て、例えば天然ダイヤモンドが通常850℃またはそれ
より少し高い温度まで安定であるのと較べる場合に、十
分な酸化安定性を得るのが明らかなおおよぞの最小厚さ
であることがわかる。
しかし、被覆厚さ40〜50μでは、限界温度が30μ
の被膜と較べて約100℃高くなった。
の被膜と較べて約100℃高くなった。
天然の単結晶ダイヤモンドより実質的に耐酸化性のすぐ
れたコンパクトが得られた。しかし、厚さ約100〜1
50μでは、被覆厚さを増した分だ29− 28− けの酸化安定性にお【〕る明らかな利益(J19られな
かった。これらの被覆厚さが、勿論、ニッケルー燐被覆
に適切であることを認識しておくべきぐある。別の被覆
材料には幾分か巽4rる被覆厚さが適当であると考えら
れる。
れたコンパクトが得られた。しかし、厚さ約100〜1
50μでは、被覆厚さを増した分だ29− 28− けの酸化安定性にお【〕る明らかな利益(J19られな
かった。これらの被覆厚さが、勿論、ニッケルー燐被覆
に適切であることを認識しておくべきぐある。別の被覆
材料には幾分か巽4rる被覆厚さが適当であると考えら
れる。
第1〜5図は実施例1及び3で製造し試験した多孔質コ
ンパクトの熱重量分析曲線を示4図である。 特許出願人 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ代理人 (76
30) 牛 沼 砲 ニシ亀度t’tj Frrl 温 1L(0C) 法度 (’C) F7”r3 gIL/!L(oC)
ンパクトの熱重量分析曲線を示4図である。 特許出願人 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ代理人 (76
30) 牛 沼 砲 ニシ亀度t’tj Frrl 温 1L(0C) 法度 (’C) F7”r3 gIL/!L(oC)
Claims (19)
- (1) 空の通気孔群がコンパクト全体に分散した自己
結合ダイヤモンド粒子の工具要素多結晶コンパクトにお
いて、 多孔質な」−記コンパクトのi41!化性を^めるため
に、上記コンパクトの外表面すべてがT貴金属結合形成
条件下で酸素または水蒸気の共存するとぎでも有効な連
続被覆で包囲され、かくしてコンパクト中のダイヤモン
ドの酸化が同じ条例下で処理される同等重借の甲結晶ダ
イヤモンドの酸化を」二まわらないようにしIこことを
特徴と覆る=1ンパクト。 - (2) 上記被覆が厚さ約30μ以上である特許請求の
範囲第1項記載のコンパクト。 - (3) 上記被覆が金属である特許請求の範囲第1項記
載の]ンパクト。 - (4) 上記被覆が厚さ約30 u以Uである特許請求
の範囲第3項記載の=1ンバク1〜.。 - (5) L記被覆の厚さが約30〜150μの範囲にあ
る特許請求の範囲第4項記載の」ンパクト。 - (6) 上記金属補習がニッケル、銅、チタン、鉄、」
パル]−1り[1ム、タンタルおよびこれらの合金およ
び混合物からitばれる特許請求の範囲第3項記載のコ
ンバク1〜。 - (7) 上記連続被覆が同じまたは安なる被膜の積重ね
層よりrrる特許請求の範囲第1項記載の一]ンバクト
。 - (8) 空の通気孔群が]ンパク1〜全体に分散した自
己結合ダイヤモンド粒子のT貝要素多結晶−コンパクト
の耐酸化すノ[を改良でるにあたり、上記多孔質多結晶
コンパクトの外表面寸べてを、■具金属結合形成条fL
下で酸素まノコtよ水蒸気の共存するときで6有効な連
続被覆で包囲し、かくしてコンパクト中のダイヤモンド
の酸化が−1−F![!条f1下で処理される同等重量
の甲v1品ダイヤEンドの酸化を1〜まわらないJ、う
にすることを特徴とする方法。 - (9) 十配]ンパクトを厚さ約30μ以」−の連続被
覆で包囲する特許請求の範囲第8項記載の方法。 - (10) 上記被覆を金属とする特ii/F請求の範囲
第8項記載の方法。 - (11) 上記被覆を厚さ約30μ以上どする特許請求
の範囲第10項記載の方法。 - (12) 上記被覆を厚さ約30へ・150μとする特
許請求の範囲第11項記載の方法。 - (13) 上記コンパクトをニッケル、銅、チタン、鉄
、コバルト、クロム、タンタルまたはこれらの混合物ま
たは合金よりなる被覆で包囲する特許請求の範囲第10
項記載の方法。 - (14) 上記包囲工程が電気めっき条ri下で水性電
気めっき浴から金属を電気めつきJることよりなる特許
請求の範囲第10項記載の方法。 - (15) 空の通気孔群がコンパクト・全体に分散した
自己結合ダイヤモンド粒子の多結晶二1ンバクトに金属
母材が結合してなる領域を有づる工具を製造づるにあた
り、 金属結合形成条イ′1下で酸素aj J、び水蒸気の共
(fするときでし上記多孔質」ンバク1への耐酸IL竹
を高める方法であって、土ン多孔費]ンパク1への外表
面Jべてを1−記工具金属結合形成条rF下でイーi効
な連続被覆で包囲し、かくして]ンパクト中のダイヤモ
ンドの酸化が一:二記条f1下で処理される同等重量の
単結晶ダイヤモンドの酸化を上まわらないようにするこ
とを特徴とする方法。 - (16) 上記多結晶=1ンバクト、1−の被覆を特徴
とする特許請求の範囲第15項記載の方法。 - (17) 上記被覆を厚さ約30μ以上どづる特許請求
の範囲第15項記載の方法。 - (18) 上記被覆を厚さ約50μ以上とするQU■許
請求の範囲第16項記載の方法。 - (19) 上Fl[! i!l’覆を厚さ約30〜15
0 tiと乃る特許請求の範囲第18項記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
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---|---|---|---|
US59162784A | 1984-03-20 | 1984-03-20 | |
US591627 | 1990-10-02 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60246284A true JPS60246284A (ja) | 1985-12-05 |
JPH0577638B2 JPH0577638B2 (ja) | 1993-10-27 |
Family
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---|---|
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IL (1) | IL74594A (ja) |
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GB8612012D0 (en) * | 1986-05-16 | 1986-06-25 | Nl Petroleum Prod | Rotary drill bits |
KR910003131B1 (ko) * | 1987-03-10 | 1991-05-20 | 미쯔비시주우고오교오 가부시기가이샤 | 전착숫돌 |
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FR2688730B1 (fr) * | 1992-03-19 | 1996-09-20 | Peugeot | Rodoir perfectionne. |
CA2618658A1 (en) | 2005-08-11 | 2007-02-15 | Element Six (Production) (Pty) Ltd | Polycrystalline diamond abrasive element and method of its production |
US9150419B2 (en) * | 2008-05-10 | 2015-10-06 | Us Synthetic Corporation | Polycrystalline articles for reagent delivery |
Citations (1)
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JPS4910126A (ja) * | 1972-05-29 | 1974-01-29 |
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US4224380A (en) * | 1978-03-28 | 1980-09-23 | General Electric Company | Temperature resistant abrasive compact and method for making same |
CA1193870A (en) * | 1980-08-14 | 1985-09-24 | Peter N. Tomlinson | Abrasive product |
-
1985
- 1985-03-12 DE DE8585102816T patent/DE3566968D1/de not_active Expired
- 1985-03-12 EP EP85102816A patent/EP0158825B1/en not_active Expired
- 1985-03-12 AT AT85102816T patent/ATE39426T1/de not_active IP Right Cessation
- 1985-03-14 IL IL74594A patent/IL74594A/xx not_active IP Right Cessation
- 1985-03-18 ES ES541371A patent/ES8800373A1/es not_active Expired
- 1985-03-18 JP JP60052568A patent/JPS60246284A/ja active Granted
- 1985-03-19 IE IE69685A patent/IE58257B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4910126A (ja) * | 1972-05-29 | 1974-01-29 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0577638B2 (ja) | 1993-10-27 |
ES8800373A1 (es) | 1987-11-01 |
EP0158825B1 (en) | 1988-12-28 |
ATE39426T1 (de) | 1989-01-15 |
DE3566968D1 (en) | 1989-02-02 |
IL74594A (en) | 1988-11-30 |
IE850696L (en) | 1985-09-20 |
EP0158825A1 (en) | 1985-10-23 |
IE58257B1 (en) | 1993-08-25 |
IL74594A0 (en) | 1985-06-30 |
ES541371A0 (es) | 1987-11-01 |
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