JPS6176274A - 熱安定性ダイヤモンドコンパクト - Google Patents

熱安定性ダイヤモンドコンパクト

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JPS6176274A
JPS6176274A JP60178467A JP17846785A JPS6176274A JP S6176274 A JPS6176274 A JP S6176274A JP 60178467 A JP60178467 A JP 60178467A JP 17846785 A JP17846785 A JP 17846785A JP S6176274 A JPS6176274 A JP S6176274A
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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】 本発明は熱安定性ダイヤモンドコンパクトに関する。
研摩コンパクトは当業者に周知でありそして種種の作業
片の研摩のため工業で広く使用される。
これらは硬質集魂に結合した、コンパクトの容積で、少
なくとも７０％、好ましくは８０〜９ｏ％の量で存在す
る研摩粒子の魂から本質的に構成される。コンパクトは
多結晶性魂でありかつ単一大結晶と置き換えできる。コ
ンパクトの研摩粒子はダイヤモンド及び立方晶系窒化ホ
ウ素のような不変の超硬質研摩剤である。
研摩コンパクトは粒子を合成する際に有用な溶媒（また
触媒として公知である）を含む第２相又は結合基質を含
有できる。ダイヤモンドの場合に、好適な溶媒の例はコ
バルト、ニッケル又は鉄のような周期律表の第１族の金
属又はこの金属を含む合金である。ダイヤモンドコンパ
クト中にこれらの溶媒の存在によりこれらは７００℃以
上の温度で感熱性に変えられる。換言すると、７００℃
以上の温度でダイヤモンドの劣化が起こり勝ちである。
これは、ダイヤモンドと溶媒の熱膨張率の差と共に、コ
ンパクトの構造劣化を引起こす。この結果コンパクトが
実質上弱化し、又は研摩材として役に立たなくなる。
米国特許第４．２２４，３８０号明細書はダイヤモンド
コンバク、トからかなりの量の溶媒を浸出させる方法を
記載する。それ故に結果の生成物は実質上触媒を含まず
そして非浸出生成物より更に熱安定性である。このコン
パクトはコンパクトの著しい構造劣化が起こることなく
真空下１２００℃までの温度に耐える性能を有する。こ
のコンパクトは熱安定性コンパクトとして公知である。
他の熱安定性ダイヤモンドコンパクトが文献に記載され
かつ商業上使用される。例えば、ヨーロッパ特許公告第
０．１１６．４０３号はボデーの容積で８０から９０％
の量で存在するダイヤモンド粒子の塊とボデーの容積で
１０から２０％の量で存在する第２相から構成され、ダ
イヤモンド粒子の塊はかなりのダイヤモンド対ダイヤモ
ンド結合を含んで固有の骨格塊を形成しかつ第２相はニ
ッケルとケイ素を含有し、このニッケルはニッケル及び
／又はケイ化ニッケルの形でありそしてこのケイ素はケ
イ素、炭化ケイ素１．及び／又はケイ化ニッケルの形で
ある、熱安定性ダイヤモンドコンパクトを記載する。
熱安定性ダイヤモンドコンパクトの別の例は英国特許出
願第８５０８２９５号に記載されたものである。この熱
安定性ダイヤモンドコンパクトはコンパクトの容積で８
０〜９０％の量で存在するダイヤモンド粒子の塊とイン
サートの容積で１０〜２０％の量で存在する第２相から
構成され、ダイヤモンド粒子の塊はかなりのダイヤモン
ド対ダイヤモンド結合を含んで固有の骨格塊を形成しそ
して第２相は本質的にケイ素からなり、このケイ素はケ
イ素及び／又は炭化ケイ素の形である。
ヨーロッパ特許公告第０１０４０６３号は焼結炭化物支
持体へ立方晶系窒化ホウ素コンパクトを結合する方法を
記載する。この方法は立方晶系窒化ホウ素コンパクト表
面に金、銀又は金又は銀ベース合金の層を結合すること
によりこの表面を金属化することそして７００℃以上の
液相線温度を有するブレイズ合金を介して焼結炭化物支
持体の表面へこの金属化表面を結合する工程を含む。好
適なブレイズ合金は少なくとも４０重量％の銀、金又は
これらの組合わせ、そして１〜１０重量％のチタン、ジ
ルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タンタ
ル、クロム及びモリブデンの群から選択された活性金属
を含有する。この明細書の記述は焼結炭化物支持体へ立
方晶系窒化ホウ素の結合に特に限定されている。
前記の四つの明細書の記述をここで参照として挿入する
。
本発明により、硬質集魂に結合した、少なくとも７０容
量％の量で存在しかつコンパクトの著しい構成劣化が何
ら起こることなく真空中で１２００℃の温度に耐えるこ
とができるダイヤモンド粒子の多結晶性情が供され、こ
のコンパクトはその表面に合金層を結合させ、この合金
は少なくとも４０重量％の鍜又は金又はこれらの組合わ
せと１〜１０重量％のタングステン、チタン、ジルコニ
ウム、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、ク
ロム及びモリブデンの群から選択された活性金属を含有
しそして７００℃以上の液相線温度を有する。
かくしてこのダイヤモンドコンパクトは熱安定性ダイヤ
モンドコンパクトであり、その例は前記の明ｍ書に記載
されかつ当業者に周知である。これらのコンパクトはコ
ンパクトの著しい構造劣化が起こることなく真空中で、
例えば１０−５ミリバール又はより良好な真空中で１２
００℃の温度に耐えることができる。使用時高温が発生
する研摩工具、例えばドレシング工具又はトルーイング
工具に、又は工具の製造中高温を必要とする場合、例え
ば表面硬化又は含浸ドリルバイトにこのコンパクトを特
別に適用できる。
前記のように、工具の使用時に又は製造中に高温が発生
する適用に熱安定性ダイヤモンドコンパクトを使用する
。このコンパクトは従来のブレイズにより容易に湿潤さ
れずそしてこれが原則として工具の作業面で機械的に保
持される理由の一つである。例えば、三角形、立方形、
六角形又は他の有用な形状を有する個々のコンパクトが
表面硬化ドリルバイトにおいてドリルバイトの作業面の
基質に機械的に保持される。化学的又はブレイズ性の結
合によりこの機械的結合を補助することが望ましい。
前記に特定した合金はそれが適用されるダイヤモンドコ
ンパクト表面に極めて強く結合することを発見した。更
に、この合金は種々の市販のブレイズに容易に結合しそ
して従来の表面硬化及び含浸ドリルバイトの基質とブレ
イズ結合を形成することが判明した。
口の合金被覆表面は直接に又は別の市販のブレイズを介
して焼結炭化物支持体に容易に結合できる。別の市販の
ブレイズを使用する時には、これは好ましくは高温プレ
イズ、例えば銀／銅／亜鉛／ニッケル／マンガンブレイ
ズ又は銅／マンガン／ニッケル／インジウム／スズブレ
イズであり、この両方は７００℃以上の液相線温度を有
する。
熱安定性であるダイヤモンドコンパクトはこの温度に耐
えることができそして生成するプレイズ結合は極めて強
い。かくして本発明は従来技術の未被覆熱安定性ダイヤ
モンドコンパクトと対照的に工具又は工具ホルダーに熱
安定性ダイヤモンドコンパクトをろう付けすることがで
きる。
この合金は好ましくは４０〜７０重量％の金又は銀又は
これらの組合わせを含有する。好適な合金の例は下記の
通りである： １、　金及び活性金属。
２、　活性金属を含有する！／銅二元合金。
３、　活性金属、特にチタンを含有する銀／銅／パラジ
ウム三元合金。
合金層の厚さは臨界的でないが、それは一般に厚さで２
００ミクロンを越えない。
この熱安定性ダイヤモンドコンパクトを立方形、三角形
又は六角形のような多数の有用な形状の何れかを有する
小フラグメントの形で使用できる。
このコンパクトに対して合金層をその表面の少なくとも
７５％に結合させることが好ましい。
この熱安定性ダイヤモンドコンパクトは円板又はその対
向側の各々の上に主平面を有する円板のセグメントの形
でも供される。このコンパクトに対して主平面の少なく
とも一つはそれに結合された合金層を有することが好ま
しい。この被覆した平面を焼結炭化物支持体に結合でき
る。
表面に合金を、例えばホイルの形で接触させ、次に非酸
化雰囲気中で合金の液相線温度以上の温度に被覆コンパ
クトの温度を上げることによってこの合金をダイヤモン
ドコンパクトの表面に結合できる。好適な非酸化雰囲気
の例は１０−４ミリバール又はより良好な真空である。
ダイヤモンドコンパクト表面の湿潤性を改良するため、
合金をそこに結合する前に最初にコンパクト表面へ金又
は銀のフラッシングを適用することが好ましい。
この金又は銀フラッシングは一般に数ミクロンより大き
くない厚さを有する。表面に合金を結合する前に金又は
銀フラッシングを適用する方法はヨーロッパ特許公告筒
０．１０４，０６３号に十分に記載される。
熱安定性ダイヤモンドコンパクトは当業者の公知の何れ
でもよいが、英国特許出願 第８５０８２９５号に記載された型式のものが好ましい
。
本発明を更に下記の例に関して説明する。
例　　１ 英国特許出願第８５０８２９５号に記載された方法を使
用して円板形のダイヤモンドコンパクトを製造した。こ
のコンパクトは固有の骨格塊を形成するかなりの量の直
接ダイヤモンド対ダイヤモンド結合を含有するダイヤモ
ンド粒子の塊と元素ケイ素及び炭化ケイ素形で本質的に
ケイ素からなる第２相から構成された。このコンパクト
は前記に論議したように熱安定性ダイヤモンドコンパク
トであった。
ダイヤモンドコンパクトの主平面をアルコールで脱脂し
た。銀ベース合金の厚さ１００ミクロンのホイルをダイ
ヤモンドコンパクトの脱脂しかつ腐食した表面の上に置
いた。この銀ベース合金は６２％銀、１９％銅、１４％
パラジウム及び５％チタンを含有し、すべて百分率は重
量による。焼結炭化タングステン円板をこの合金ホイル
の上に置いて未結合積重ねを製造した。５０〜１００ｇ
の荷重をこの未結合積重ねに加えた。次に荷重した積重
ねを１０−４ミリバールより良好な真空下１１００℃に
加熱しそして１０分間この温度に保ツた。この積重ねを
周辺温度に冷却するにまかせた。熱安定性ダイヤモンド
と焼結炭化物円板の間に優れた結合が得られたことが判
明した。
脱脂後コンパクト表面へ金の７ラツシング（厚ざ０．１
ｍｍ）を適用したこと以外、同じ工程を使用して類似の
結合したコンパクトを製造した。コンパクトと焼結炭化
物円板の間に再び優れた結合。
が得られた。
Ｌ１ 例１に記載したような熱安定性ダイヤモンドコンパクト
はアルコールで脱脂した主平面を有した。
この脱脂しかつ腐食した表面に同じ銀／ＩＡ／パラジウ
ム／チタン合金の厚さ１００ミクロンのホイルを加えた
。このコンパクトとホイルを１０−４ミリバールより良
好な真空下１１００℃に加熱しそして５分間この温度に
保った。コンパクトを周ｉ２Ｊ温度に冷却した。合金は
ダイヤモンドコンパクトに強く結合して金属化表面を生
ずることが判明した。
金属化表面を下にしてこの金属化コンパクトを、焼結炭
化タングステン円板の上に配置した。金属化表面と焼結
炭化物円板の間に７７１から８２５℃の融解範囲を有す
るＮ　ｉｃｕｍａｎ　−３６合金（５６Ｃｕ　−３６Ｍ
ｎ　−２Ｎｉ　−３Ｉｎ　−−３Ｓｎ　）の厚さ１００
ミクロンの円板を置いた。約５０から１００ｇの荷重を
コンパクト／炭化物未結合積重ねに加えた。
この積重ねを１０−４ミリバールより良好な真空下で１
０００℃に加熱しそして１０分間この温度に保った。こ
の積重ねを周辺温度に冷却するにまかせた。
ダイヤモンドコンパクトが焼結炭化物円板に強く結合し
たことが判明した。
例　　３ 例１に記載したような熱安定性ダイヤモンドコンパクト
を多数の立方体に分割した。この立方体をアルコールで
脱脂した。次に標準のスパッター被覆技術を使用して厚
さ約０．１ミクロンの金のフラッシングを立方体の清浄
面に適用した。
各立方体の一つ以外の全部の面を例１に記載したような
合金のホイルで包んだ。包んだ立方体を１０−４ミリバ
ールの真空下１１００℃の温度に加熱した。これは合金
が融解しそして各立方体にかたく結合することを引起こ
した。金７ラツシングは立方体の表面を湿潤しそしてこ
れらの表面に合金を結合することを助けた。この合金は
立方体に非常に強く結合して１５Ｋｕｕｗ−２以上のせ
ん断強さを示すことが判明した。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）硬質集魂に結合した少なくとも７０容量％の量で
    存在するダイヤモンド粒子の多結晶性魂を含みそしてコ
    ンパクトの著しく構造劣化が起こることなく真空中で１
    ２００℃の温度に耐えることができ、コンパクトの表面
    に合金層を結合させ、この合金が少なくとも４０重量％
    の銀又は金又はその組合わせと１〜１０重量％のタング
    ステン、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウ
    ム、ニオブ、タンタル、クロム及びモリブデンの群から
    選択された活性金属を含有しそして７００℃以上の液相
    線を有することを特徴とするダイヤモンドコンパクト。
  2. （２）合金が４０〜７０重量％の銀又は金又はそれらの
    組合わせを含有する特許請求の範囲第１項によるダイヤ
    モンドコンパクト。
  3. （３）合金が銀、銅、パラジウム及びチタンである特許
    請求の範囲第１項又は第２項によるダイヤモンドコンパ
    クト。
  4. （４）合金層が厚さで２００ミクロンを越えない前記の
    特許請求の範囲の何れかによるダイヤモンドコンパクト
    。
  5. （５）合金層が表面の少なくとも７５％に結合する前記
    の特許請求の範囲の何れかによるダイヤモンドコンパク
    ト。
  6. （６）立方形、三角形又は六角形である特許請求の範囲
    第５項によるダイヤモンドコンパクト。
  7. （７）コンパクトが円板又はその対向側の各々に主平面
    を有する円板のセグメントの形を有し、この主平面の少
    なくとも一つに合金層を結合させる特許請求の範囲第１
    項〜第４項の何れかによるダイヤモンドコンパクト。
  8. （８）焼結炭化物支持体が合金層を介して主平面に結合
    される特許請求の範囲第７項によるダイヤモンドコンパ
    クト。
JP60178467A 1984-08-13 1985-08-13 熱安定性ダイヤモンドコンパクト Pending JPS6176274A (ja)

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ZA84/6272 1984-08-13

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