JPS614609A - 工具用素材およびその製法 - Google Patents
工具用素材およびその製法Info
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- JPS614609A JPS614609A JP12395684A JP12395684A JPS614609A JP S614609 A JPS614609 A JP S614609A JP 12395684 A JP12395684 A JP 12395684A JP 12395684 A JP12395684 A JP 12395684A JP S614609 A JPS614609 A JP S614609A
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- JP
- Japan
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- diamond
- sintered
- tool
- cemented carbide
- thick
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C24/00—Coating starting from inorganic powder
- C23C24/08—Coating starting from inorganic powder by application of heat or pressure and heat
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B51/00—Tools for drilling machines
- B23B51/02—Twist drills
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C30/00—Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process
- C23C30/005—Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process on hard metal substrates
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B2222/00—Materials of tools or workpieces composed of metals, alloys or metal matrices
- B23B2222/28—Details of hard metal, i.e. cemented carbide
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B2226/00—Materials of tools or workpieces not comprising a metal
- B23B2226/31—Diamond
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B23B—TURNING; BORING
- B23B2240/00—Details of connections of tools or workpieces
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- B23B—TURNING; BORING
- B23B2251/00—Details of tools for drilling machines
- B23B2251/50—Drilling tools comprising cutting inserts
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Milling Processes (AREA)
- Drilling Tools (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
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】
（１）技術分野
焼結ダイヤモンドは寿命の長い工具として、あるいは難
加工材用工具として、特に後者の用途に必要不可欠の物
として近年急速に普及してきた。
加工材用工具として、特に後者の用途に必要不可欠の物
として近年急速に普及してきた。
しかし適当な形状の素材がないために普及が進展しない
分野がある。例えば穴明は工具の需要は上記の目的の用
途にも極めて大きいか、穴明は工具を作るのに適した素
材かなかったので、現在まで実用化されているとは云え
ない状況にある。
分野がある。例えば穴明は工具の需要は上記の目的の用
途にも極めて大きいか、穴明は工具を作るのに適した素
材かなかったので、現在まで実用化されているとは云え
ない状況にある。
本発明は特にこの穴明は工具に適した素材を提供するこ
とにある。
とにある。
（２）技術背景
焼結ダイヤモンドの工具用素材で現在市販されているの
は、超硬合金と焼結ダイヤモンドが２層構造になってい
るものか、焼結ダイヤモンドのみの単体構造になってい
るものかである。
は、超硬合金と焼結ダイヤモンドが２層構造になってい
るものか、焼結ダイヤモンドのみの単体構造になってい
るものかである。
単体構造になっているものはスローアウェイ工具として
そのままの形でつかわれる。超硬合金との２層構造にな
っているものは、より複雑な形状の工具に加工されて使
われる。焼結ダイヤモンドは蝋付不可能であるが、超硬
合金層は蝋付可能なので複雑形状の工具が容易に出来る
という利点を有する。
そのままの形でつかわれる。超硬合金との２層構造にな
っているものは、より複雑な形状の工具に加工されて使
われる。焼結ダイヤモンドは蝋付不可能であるが、超硬
合金層は蝋付可能なので複雑形状の工具が容易に出来る
という利点を有する。
穴明は工具の場合には、その保持強度の点から両面蝋付
が望まれる。片面蝋付では蝋付面積が大きく取れないこ
ともあり、保持強度が十分でない。
が望まれる。片面蝋付では蝋付面積が大きく取れないこ
ともあり、保持強度が十分でない。
このことか現在まで焼結ダイヤモンドの穴明は工具か市
場に現れない理由である。勿論穴明は工具以外にもこの
ようなことが、必要とされる場合は多り８、本発明は穴
明は工具のみに限定されるものではないことはゆうまで
もない。
場に現れない理由である。勿論穴明は工具以外にもこの
ようなことが、必要とされる場合は多り８、本発明は穴
明は工具のみに限定されるものではないことはゆうまで
もない。
（３）発明の開示
両面蝋付が望まれるならば、焼結ダイヤモンドを超硬合
金てサンドウィンチ状に挟んだ構造がます考えられる。
金てサンドウィンチ状に挟んだ構造がます考えられる。
本発明者らもこの構造の素材の試作をまず試みた。その
結果得られた結論は、亀裂の発生か多く工業的ば°これ
を生産することは、まず不可能とゆうことであった。こ
の理由を検討したところ、超硬合金は熱膨張係数の小さ
い材料であるが、それでも焼結ダイヤモンドと“の熱膨
張係数の差に起因することと結論された。焼結時に応力
かなく冷却時に２者の熱膨張係数の差によって応力が発
子すると考えられる。
結果得られた結論は、亀裂の発生か多く工業的ば°これ
を生産することは、まず不可能とゆうことであった。こ
の理由を検討したところ、超硬合金は熱膨張係数の小さ
い材料であるが、それでも焼結ダイヤモンドと“の熱膨
張係数の差に起因することと結論された。焼結時に応力
かなく冷却時に２者の熱膨張係数の差によって応力が発
子すると考えられる。
熱膨張係数が低く高融点の各材料の熱膨張係数の値は次
のようである。
のようである。
焼結ダイヤモンド ５．２［ｉ Ｘ ＋０６超硬
合金 ５７ Ｍｏ ５．７ 、Ｗ ４．［１ Ｗ−３％Ｎｉ−１，５％Ｆｅ ４．４これでみると
ＭＯやＷは超硬合金に比へて特徴がないようにみえる。
合金 ５７ Ｍｏ ５．７ 、Ｗ ４．［１ Ｗ−３％Ｎｉ−１，５％Ｆｅ ４．４これでみると
ＭＯやＷは超硬合金に比へて特徴がないようにみえる。
しかし応力は熱膨張係数の差に起因するひずみにヤング
率を掛は合わせたものである。
率を掛は合わせたものである。
ヤング率の値は次のよってある。
焼結ダイヤモンド ９４９００ｋｇ ／ ｍｗ”
超硬合金 ５７０００ Ｍｏ ３２７００Ｗ
４０２７ＧＷ−３％Ｎｉ−１，５％Ｆｅ
３９４００これで分かるようにＭＯやＷの場合
には、発生ずる応力は超硬合金を使った場合のＧＯ−７
０％である。さらによいことはＭＯやＷは、超硬合金よ
り塑性変形しやすいので応力緩和が起こりゃすい。
超硬合金 ５７０００ Ｍｏ ３２７００Ｗ
４０２７ＧＷ−３％Ｎｉ−１，５％Ｆｅ
３９４００これで分かるようにＭＯやＷの場合
には、発生ずる応力は超硬合金を使った場合のＧＯ−７
０％である。さらによいことはＭＯやＷは、超硬合金よ
り塑性変形しやすいので応力緩和が起こりゃすい。
ＭＯやＷよりも低い融点をもつ金属を使うことも当然考
えられるが、これらは、焼結時に溶けて移動したり変形
量か過度であったりしてこのましくない。
えられるが、これらは、焼結時に溶けて移動したり変形
量か過度であったりしてこのましくない。
実施例１
直径１３關、厚み１關のＷＣ−５％Ｃｏ組成の超硬合金
の板と直径Ｊ３ｍｍ、厚み０ 、５ ＋１ｍのＭｏ板の
間に粒度５ミクロンのダイヤモンド粉末を置き、超高圧
、高７ｍ ９置を用いて５万気圧、１０００度の条件で
焼結したところ亀裂のないダ・イヤモンド焼結体の厚み
か０．５ｍｍのものが得られた。Ｍｏの代わりに超硬合
金を使った場合には、ダイヤモンド焼結体部にｍ裂か見
られた。
の板と直径Ｊ３ｍｍ、厚み０ 、５ ＋１ｍのＭｏ板の
間に粒度５ミクロンのダイヤモンド粉末を置き、超高圧
、高７ｍ ９置を用いて５万気圧、１０００度の条件で
焼結したところ亀裂のないダ・イヤモンド焼結体の厚み
か０．５ｍｍのものが得られた。Ｍｏの代わりに超硬合
金を使った場合には、ダイヤモンド焼結体部にｍ裂か見
られた。
全体を縦に切断して微細組織を調へたところ、超硬合金
部とダイヤモンド部は一般のダイヤモンドと超硬合金の
２層からなる焼結体を作った場合となんらの差はなかっ
た。
部とダイヤモンド部は一般のダイヤモンドと超硬合金の
２層からなる焼結体を作った場合となんらの差はなかっ
た。
すなわち焼結時に超硬合金部がらＣｏを主成分とする派
相がダイヤモンド部へ１人しダイヤモンド粉末を焼結し
ていた。Ｍｏ部の方はダイヤモンドと接する側に浸炭現
象が認められた。この浸炭層の厚みは約０３吐で残りの
部分は金ｒｆ４Ｍｏであった。
相がダイヤモンド部へ１人しダイヤモンド粉末を焼結し
ていた。Ｍｏ部の方はダイヤモンドと接する側に浸炭現
象が認められた。この浸炭層の厚みは約０３吐で残りの
部分は金ｒｆ４Ｍｏであった。
実施例２
実施例１と同し条件でＭＯの代わりにＷ、Ｗ−３％Ｎｉ
−１，５％Ｆｅ 、Ｍｏ −＋ｏ％Ｃｕ４使ってダイ
ヤモンド焼結体を作製した。いずれの場合にも、亀裂の
ない綺麗な３層構造の焼結体が得られた。実施例１と同
しように金属側には浸炭層がみとめられ、その厚みは０
．２−０．４＋ＩＩＩ Ｔ：あった。
−１，５％Ｆｅ 、Ｍｏ −＋ｏ％Ｃｕ４使ってダイ
ヤモンド焼結体を作製した。いずれの場合にも、亀裂の
ない綺麗な３層構造の焼結体が得られた。実施例１と同
しように金属側には浸炭層がみとめられ、その厚みは０
．２−０．４＋ＩＩＩ Ｔ：あった。
Ｍ９． Ｗおよびこれらの合金は、容易に蝋付でき、前
記の目的に適うものである。浸炭層がこれら金属全体を
占める場合も焼結条件や金属板の厚みが薄い場合には起
こり得る。このような場合にも蝋付とゆう点からは問題
ない。なぜならば、浸炭によって生成される炭化物も蝋
付性の良い物であるからである。
記の目的に適うものである。浸炭層がこれら金属全体を
占める場合も焼結条件や金属板の厚みが薄い場合には起
こり得る。このような場合にも蝋付とゆう点からは問題
ない。なぜならば、浸炭によって生成される炭化物も蝋
付性の良い物であるからである。
しかし浸炭が過度になると炭化物主体の物質となりヤン
グ率が高（なってしまうとか、塑性変形しにくくなると
かの前に述へたような欠点が出てくる。
グ率が高（なってしまうとか、塑性変形しにくくなると
かの前に述へたような欠点が出てくる。
この意味からＭｏ、 Ｗおよびそれらの合金のダイヤモ
ンドに接しない側には、金属性状が残っていることが望
ましい。
ンドに接しない側には、金属性状が残っていることが望
ましい。
本発明によって製作可能となる、あるいは製作が容易と
なる工具としては図１に示されるツイストドリルとか図
２に示されるガラス切り工具とか図３に示されるロール
とかが、あげられる。
なる工具としては図１に示されるツイストドリルとか図
２に示されるガラス切り工具とか図３に示されるロール
とかが、あげられる。
第１図は本願発明で得られた工具用素材をツイストドリ
ルに用いた例であり、（６Ｌ）は側面図、（ｂ）は正面
図である。第２図は本願で得られた素材を用いて得られ
たガラス切り工具を示すもので（＾）は側面図、（ｂ）
は正面図である。また第３図も本願で得られた素材を用
いてロールの例であり、（６Ｌ）は側面図、（ｂ）は正
面図である。 １：焼結ダイヤモンド ２：超硬合金 ３：Ｍ。 ４ ： Ｗ （ｂ）
ルに用いた例であり、（６Ｌ）は側面図、（ｂ）は正面
図である。第２図は本願で得られた素材を用いて得られ
たガラス切り工具を示すもので（＾）は側面図、（ｂ）
は正面図である。また第３図も本願で得られた素材を用
いてロールの例であり、（６Ｌ）は側面図、（ｂ）は正
面図である。 １：焼結ダイヤモンド ２：超硬合金 ３：Ｍ。 ４ ： Ｗ （ｂ）
Claims (3)
- （１）ダイヤモンド焼結体において、その一面に超硬合
金を、他の一面にＷ、Ｍｏあるいはそれらの合金を接合
したサンドウイッチ構造をもつことを特徴とする工具用
素材。 - （２）特許請求の範囲第（１）項のおいて、Ｗ、Ｍｏあ
るいはそれらの合金のダイヤモンド焼結体に接しない面
側は、金属性状を有していることを特徴とする工具用素
材。 - （３）超硬合金の板とＷ、Ｍｏあるいはそれらの合金の
板の間にダイヤモンド粉末、必要ならばダイヤモンドと
結合材との混合粉末とを置き、ダイヤモンドの安定な条
件下に焼結することを特徴とする工具用素材の製法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12395684A JPS614609A (ja) | 1984-06-15 | 1984-06-15 | 工具用素材およびその製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12395684A JPS614609A (ja) | 1984-06-15 | 1984-06-15 | 工具用素材およびその製法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS614609A true JPS614609A (ja) | 1986-01-10 |
Family
ID=14873503
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12395684A Pending JPS614609A (ja) | 1984-06-15 | 1984-06-15 | 工具用素材およびその製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS614609A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2654663A1 (fr) * | 1989-11-17 | 1991-05-24 | Diamoutils | Outil de coupe rotatif au diamant, et procede pour sa realisation. |
| CN103128345A (zh) * | 2011-11-28 | 2013-06-05 | 三菱综合材料株式会社 | Pcd钻头 |
-
1984
- 1984-06-15 JP JP12395684A patent/JPS614609A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2654663A1 (fr) * | 1989-11-17 | 1991-05-24 | Diamoutils | Outil de coupe rotatif au diamant, et procede pour sa realisation. |
| CN103128345A (zh) * | 2011-11-28 | 2013-06-05 | 三菱综合材料株式会社 | Pcd钻头 |
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