JPS63156662A - 合成ダイヤモンド研摩成形体の製造方法 - Google Patents
合成ダイヤモンド研摩成形体の製造方法Info
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- JPS63156662A JPS63156662A JP62239899A JP23989987A JPS63156662A JP S63156662 A JPS63156662 A JP S63156662A JP 62239899 A JP62239899 A JP 62239899A JP 23989987 A JP23989987 A JP 23989987A JP S63156662 A JPS63156662 A JP S63156662A
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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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- B01J2203/0675—Structural or physico-chemical features of the materials processed
- B01J2203/0685—Crystal sintering
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】
[産業上の利用分野1
本発明tよ熱的に安定なダイヤモンド?II′I摩成形
体に係る。
体に係る。
[従来技術と問題点]
ダイヤモンド研摩成形体は産業分野で周知の6のであり
、主として硬質集塊に結合された成形体の容積に対し少
なくとも70%好適には80から90%のJ鰺で含まれ
たダイヤモンド研摩粒の密集体よりなる。成形体は多結
晶体であり、数多くの応用面において大ぎな単結晶にと
って代わることができる。
、主として硬質集塊に結合された成形体の容積に対し少
なくとも70%好適には80から90%のJ鰺で含まれ
たダイヤモンド研摩粒の密集体よりなる。成形体は多結
晶体であり、数多くの応用面において大ぎな単結晶にと
って代わることができる。
通常、ダイヤモンド成形体はダイヤモンド密集体に均等
に分布した第2相を含有している。第2相はコバルトや
ニッケル又は鉄などのダイヤモンド合成のためのかなり
のMの触媒/溶媒を含有している。かかる特性の第2相
を有するダイヤモンド成形体は一般に700℃以上にお
いて熱的安定性を具えていない。ダイヤモンド研摩成形
体は単独若しくは複合成形体としで用いられ、複合成形
体の場合、焼結炭化物基体に裏当てされる。ダイヤモン
ド触媒・溶媒を含む第2相を有する複合ダイヤモンド研
摩成形体は産業界C広く使用されている。
に分布した第2相を含有している。第2相はコバルトや
ニッケル又は鉄などのダイヤモンド合成のためのかなり
のMの触媒/溶媒を含有している。かかる特性の第2相
を有するダイヤモンド成形体は一般に700℃以上にお
いて熱的安定性を具えていない。ダイヤモンド研摩成形
体は単独若しくは複合成形体としで用いられ、複合成形
体の場合、焼結炭化物基体に裏当てされる。ダイヤモン
ド触媒・溶媒を含む第2相を有する複合ダイヤモンド研
摩成形体は産業界C広く使用されている。
複合ダイヤモンド研摩成形体の例が米国特許明I8古第
3.745.623号と英国特許明細書第1.489,
130号に記載されている。
3.745.623号と英国特許明細書第1.489,
130号に記載されている。
上述の如きタイプのダイヤモンド研摩成形体は約700
℃以上の温麿で熱感応性を有している。
℃以上の温麿で熱感応性を有している。
しかしながら、700℃以−1で熱的に安定せる若「の
ダイ1フモンド研摩成形体が文献上に述べられかつ商業
ベースで使用されている。例えば、米国特許明細書第4
,224.380号には、製品容t)Iに対し約0.0
5%と3%との間の容量を占める自己接着性のダイ(1
11−ンド粒を含み、金属相が製品にほぼ均等に没入し
、この相が製品容積に対し約0.05%より3%を占有
し、相互接続した空の孔が製品仝休に分散しかつ粒及び
金属相にまり画成された孔の網状組織を形成し、孔は製
品容積の5%と3%の間を占めるJ、うな熱的に安定せ
るダイ鬼フモンド成形体について述べられでいる。
ダイ1フモンド研摩成形体が文献上に述べられかつ商業
ベースで使用されている。例えば、米国特許明細書第4
,224.380号には、製品容t)Iに対し約0.0
5%と3%との間の容量を占める自己接着性のダイ(1
11−ンド粒を含み、金属相が製品にほぼ均等に没入し
、この相が製品容積に対し約0.05%より3%を占有
し、相互接続した空の孔が製品仝休に分散しかつ粒及び
金属相にまり画成された孔の網状組織を形成し、孔は製
品容積の5%と3%の間を占めるJ、うな熱的に安定せ
るダイ鬼フモンド成形体について述べられでいる。
米国特許明細Z1第4,534,773号にG4龜、成
形体容積当り80から90%のωで含゛イ1するダイヤ
しンド粒の密集体と成形体?¥積に対し10から20%
の指で含有されるff12相を有し、ダイヤモンド粒の
密集体はほぼダイヤモンド対ダイヤモンド結合を有し凝
集性の骨格状密集体を形成し、第2相はニッケル及びシ
リコンを含有し、ニッケルはニッケル及び若しくはニッ
ケルケイ化物の形態をとり、シリコンはシリコン、シリ
コン炭化物及び若しくはニッケルケイ化物の形態をした
熱的に安定せるダイVそンド研摩成形体について記載さ
れている。英国特許公報第2158086 jjには、
第2相が主としてシリコン炭化物及び若しくはシリコン
の形態をしたシリコンよりなる点を除き米国特許明m書
第4.534.773号に記載のものと11じ熱的安定
性ダイA7モンドrlII+〒成形体につい述べられて
いる。
形体容積当り80から90%のωで含゛イ1するダイヤ
しンド粒の密集体と成形体?¥積に対し10から20%
の指で含有されるff12相を有し、ダイヤモンド粒の
密集体はほぼダイヤモンド対ダイヤモンド結合を有し凝
集性の骨格状密集体を形成し、第2相はニッケル及びシ
リコンを含有し、ニッケルはニッケル及び若しくはニッ
ケルケイ化物の形態をとり、シリコンはシリコン、シリ
コン炭化物及び若しくはニッケルケイ化物の形態をした
熱的に安定せるダイVそンド研摩成形体について記載さ
れている。英国特許公報第2158086 jjには、
第2相が主としてシリコン炭化物及び若しくはシリコン
の形態をしたシリコンよりなる点を除き米国特許明m書
第4.534.773号に記載のものと11じ熱的安定
性ダイA7モンドrlII+〒成形体につい述べられて
いる。
従来、ダイ(アモンド成形体が上述の如き熱的に安定し
ている複合ダイヤモンド研摩成形体又は炭化物に支持さ
れたワイヤ引抜ダイスの製造覆る時に困難が伴った。水
出願人の知る限りかかる製品は未だに市販されてはいな
い。
ている複合ダイヤモンド研摩成形体又は炭化物に支持さ
れたワイヤ引抜ダイスの製造覆る時に困難が伴った。水
出願人の知る限りかかる製品は未だに市販されてはいな
い。
[発明の構成1
本発明によれば、焼結炭化物基体に結合された熱的に安
定なダイヤモンド成形体を有する複合ダイヤモンド11
庁成形体のMi法にして、かなりのダイヤモンド対ダイ
ヤモンドの結合をイTL/それによりU抜性の骨格状密
集体を形成するダイヤEンド粒の密集体及びダイヤモン
ド密集体に均等に分イli l!る第2相と、焼結炭化
物基体ならびに成形体と基体との間にあるニッケル層又
はニッケルの多い合金の層を有する熱的に安定せるダイ
1711−ンド成形体を含む非結合の集合体を形成し、
この非結合集合体を高圧高温装置の反応領域内に置き、
非結合集合体に少なくとも1,000℃の温瓜と共に少
なくと630キロバールの圧力を成形体とM体との間に
結合を引き起こすのに−1分な時間にわたり同時にかけ
、複合ダイヤモンド研摩成形体を反応領域より取り出す
諸段階を有する合成ダイヤ[゛ンド研摩成形体の1J造
法が促供される。
定なダイヤモンド成形体を有する複合ダイヤモンド11
庁成形体のMi法にして、かなりのダイヤモンド対ダイ
ヤモンドの結合をイTL/それによりU抜性の骨格状密
集体を形成するダイヤEンド粒の密集体及びダイヤモン
ド密集体に均等に分イli l!る第2相と、焼結炭化
物基体ならびに成形体と基体との間にあるニッケル層又
はニッケルの多い合金の層を有する熱的に安定せるダイ
1711−ンド成形体を含む非結合の集合体を形成し、
この非結合集合体を高圧高温装置の反応領域内に置き、
非結合集合体に少なくとも1,000℃の温瓜と共に少
なくと630キロバールの圧力を成形体とM体との間に
結合を引き起こすのに−1分な時間にわたり同時にかけ
、複合ダイヤモンド研摩成形体を反応領域より取り出す
諸段階を有する合成ダイヤ[゛ンド研摩成形体の1J造
法が促供される。
[実施例]
本発明の方法によれば、熱的に安定なダイヤモンド合形
体と焼結炭化物基体との間に強力な結合が達成される点
が判明した。事実、3 Q Q HPaを超えるブツシ
ュオフ(push−orr)強度を達成できる。その上
、複合成形体を市販のれ湿ろう祠を用いて支持体にろう
付けした除土じるような950 ’から1.000’C
といったn温麿にさらされた時でも上記ブツシュ37強
度はなんら悪影響を受けない点が判明した。
体と焼結炭化物基体との間に強力な結合が達成される点
が判明した。事実、3 Q Q HPaを超えるブツシ
ュオフ(push−orr)強度を達成できる。その上
、複合成形体を市販のれ湿ろう祠を用いて支持体にろう
付けした除土じるような950 ’から1.000’C
といったn温麿にさらされた時でも上記ブツシュ37強
度はなんら悪影響を受けない点が判明した。
熱的に安定せるダイヤモンド成形体は結合されたダイヤ
モンド密集体に均等に分布した第2相を形成せねばなら
ぬ。適当な第2相の例としては、シリコン、シリコン/
ニッケル、シリコン/コバルト及びニッケル/クロムが
あげられる。これらすべての第2相において、金属は単
独元素又は結合形態をとる。特に熱的安定性ダイヤモン
ド成形体の好適例は米国特許明狽占第4.534,77
3号ならびに英国特許公報第2158086号に記載さ
れるものぐある。
モンド密集体に均等に分布した第2相を形成せねばなら
ぬ。適当な第2相の例としては、シリコン、シリコン/
ニッケル、シリコン/コバルト及びニッケル/クロムが
あげられる。これらすべての第2相において、金属は単
独元素又は結合形態をとる。特に熱的安定性ダイヤモン
ド成形体の好適例は米国特許明狽占第4.534,77
3号ならびに英国特許公報第2158086号に記載さ
れるものぐある。
焼結炭化物基体は焼結タングステン炭化物、焼結タンク
ル炭化物、焼結チタン炭化物ならびにそれらの混合物な
ど5業分野周知のいずれでも良い。
ル炭化物、焼結チタン炭化物ならびにそれらの混合物な
ど5業分野周知のいずれでも良い。
好適とされる焼結炭化物は焼結タングステン炭化物であ
る。
る。
好適なニッケルの多い合金の例は、ニッケルと、チタニ
ウム、シリコニウム、タンタル及びモリブデンより選ば
れる10重量%までの金属を含有する合金である。
ウム、シリコニウム、タンタル及びモリブデンより選ば
れる10重量%までの金属を含有する合金である。
結合された複合rtll IT7!成形体におGJる金
属層の厚みは一般に薄く、100ミク[1ンを超えない
。
属層の厚みは一般に薄く、100ミク[1ンを超えない
。
結合は5業分野で周知の普通の′PA温Q圧装買内で行
われる。使用される高温はi、ooo℃から2.000
℃の範囲が望ましい。適用i]−力は使用温度における
密集体中のダイヤモンドの劣化を禁!I−するのに十分
なしのでな番ノればならず、5q通には30−にロバ−
から554−ロバールの節回のらのぐある。
われる。使用される高温はi、ooo℃から2.000
℃の範囲が望ましい。適用i]−力は使用温度における
密集体中のダイヤモンドの劣化を禁!I−するのに十分
なしのでな番ノればならず、5q通には30−にロバ−
から554−ロバールの節回のらのぐある。
土シl温度及び[[力は成形体と基体との間で結合を発
生せしめるのに十分な時間にわたりH1,fされる。典
型的には、十シ1温度及び1[力条例は少くTくとも1
0分の時間だけ維持される1、金属層からのニッケルが
結合時熱的に安定なダイヤ[ンド成形体内に浸入り′る
点が判明している。史に、この浸入は、成形体がその強
度及び熱的安定性を保持し効果的結合が達成されるのを
保証するよう約600ミクロン未満の深反にfl、II
限きるべきである点も判明した。
生せしめるのに十分な時間にわたりH1,fされる。典
型的には、十シ1温度及び1[力条例は少くTくとも1
0分の時間だけ維持される1、金属層からのニッケルが
結合時熱的に安定なダイヤ[ンド成形体内に浸入り′る
点が判明している。史に、この浸入は、成形体がその強
度及び熱的安定性を保持し効果的結合が達成されるのを
保証するよう約600ミクロン未満の深反にfl、II
限きるべきである点も判明した。
ダイヤモンド成形体は10−’ag+111)がそれ以
十の真空又は不活性若しくは還元性雰囲気内で著しい黒
鉛化を行うことなく1.200℃の温度に耐えるように
熱的に安定している。
十の真空又は不活性若しくは還元性雰囲気内で著しい黒
鉛化を行うことなく1.200℃の温度に耐えるように
熱的に安定している。
成形体のためのダイ鬼7L−ンドは天然若しくは人工の
いずれでも良い。
いずれでも良い。
本発明の一例を次に説明する。英国特許公報第2158
0861”3に記載のやり方で熱的に安定なダイ曳7七
ンドζtllff成形体が製作された。この熱的に安定
なダイヤモンド4i4FJ成形体は成形体の容積の85
%の聞のダイヤモンド粒の密集体と、成形体の容積の1
5%の量の第2相とより成り、ダイヤモンド粒の密集体
はかなりのダイA1センド対ダイヤモンド結合を含み凝
集状骨格状の密集体を形成し、第2相はシリコン及び若
しくはシリコン炭化物の形態をしたシリコンを含有して
いた。
0861”3に記載のやり方で熱的に安定なダイ曳7七
ンドζtllff成形体が製作された。この熱的に安定
なダイヤモンド4i4FJ成形体は成形体の容積の85
%の聞のダイヤモンド粒の密集体と、成形体の容積の1
5%の量の第2相とより成り、ダイヤモンド粒の密集体
はかなりのダイA1センド対ダイヤモンド結合を含み凝
集状骨格状の密集体を形成し、第2相はシリコン及び若
しくはシリコン炭化物の形態をしたシリコンを含有して
いた。
非結合集合体が熱的に安定なダイヤモンド研摩成形体と
焼結タングステン炭化物草体との間に厚さ100ミクロ
ンのニッケル箔をはさんで製作された。この非結合集合
体は普通の高温高圧装置の反応カプセル内に入れこの装
置の反応域内に置いた。圧力が35キロバールに増加さ
れその後温度を1100℃に上げた。これらの条件は1
5分間にわたりN l−1された。この反応カプセルか
ら、ニッケル結合層を介し焼結炭化物基体に結合された
熱的に安定なダイヤエンド研19成形体J、りなる複合
ダイヤモンド研摩成形体が回収された。
焼結タングステン炭化物草体との間に厚さ100ミクロ
ンのニッケル箔をはさんで製作された。この非結合集合
体は普通の高温高圧装置の反応カプセル内に入れこの装
置の反応域内に置いた。圧力が35キロバールに増加さ
れその後温度を1100℃に上げた。これらの条件は1
5分間にわたりN l−1された。この反応カプセルか
ら、ニッケル結合層を介し焼結炭化物基体に結合された
熱的に安定なダイヤエンド研19成形体J、りなる複合
ダイヤモンド研摩成形体が回収された。
添イ・1図面は複合成形体の界面域の断面側面図ぐある
。この回向で、ダイヤモンド成形体10はニッケル結合
層14を介して焼結炭化物基体12に結合されている。
。この回向で、ダイヤモンド成形体10はニッケル結合
層14を介して焼結炭化物基体12に結合されている。
ニッケル結合ff114°はダイ鬼/七ンド成形体10
と焼結炭化物基体12の両方に浸入している。成形体内
へのニッケルの浸入は領域16に示され、約500ミク
ロンの深さにわたっている。この領域内のニッケルは」
としてニッケルケイ化物より成る点が判明された。ニッ
ケルは焼結炭化物基体内に浅く浸入してJ3す、これは
領域18に示されている。領域18の深さは50ミク[
1ン台である。
と焼結炭化物基体12の両方に浸入している。成形体内
へのニッケルの浸入は領域16に示され、約500ミク
ロンの深さにわたっている。この領域内のニッケルは」
としてニッケルケイ化物より成る点が判明された。ニッ
ケルは焼結炭化物基体内に浅く浸入してJ3す、これは
領域18に示されている。領域18の深さは50ミク[
1ン台である。
成形体とIt体との間の結合強度はさ・わめて人さ゛く
、平均のブツシュオフ強度は345 HPa台を示した
。結合製品を市販のろうを用い焼結炭化物ピンにろう付
【ノした際990℃の温1従にさらしてもこのブツシュ
オフ強度はなんら悪影響を受けなかった1、成形体の耐
研摩性はパール花こう岩(Paarl granite
) J−の捻回デストにかけた時きわめて高かった。
、平均のブツシュオフ強度は345 HPa台を示した
。結合製品を市販のろうを用い焼結炭化物ピンにろう付
【ノした際990℃の温1従にさらしてもこのブツシュ
オフ強度はなんら悪影響を受けなかった1、成形体の耐
研摩性はパール花こう岩(Paarl granite
) J−の捻回デストにかけた時きわめて高かった。
この良好4c耐摩耗性は切削域で高渇麿を作り出すよう
な200IrL/minを超える切削速瓜において特に
明白に示される。
な200IrL/minを超える切削速瓜において特に
明白に示される。
図面は本発明のh法により製作された成形体と炭化物V
体との間にJ3ける界面域を示す側面断面図である。 10・・・ダイヤモンド成形体、12・・・焼結炭化物
基層、14・・・ニッケル結合層、16・・・浸透領域
、18・・・ニッケル浸透領域
体との間にJ3ける界面域を示す側面断面図である。 10・・・ダイヤモンド成形体、12・・・焼結炭化物
基層、14・・・ニッケル結合層、16・・・浸透領域
、18・・・ニッケル浸透領域
Claims (4)
- (1)焼結炭化物基体に結合せる熱的に安定なダイヤモ
ンド成形体を有する複合ダイヤモンド研摩成形体の製造
方法にして、かなりのダイヤモンド対ダイヤモンド結合
を含みそれにより凝集性骨格体を形成するダイヤモンド
粒の密集体を有し、このダイヤモンド密集体には第2相
が均一に分散し、更に焼結炭化物基体と、成形体と基体
との間にあるニッケル又はニッケルの多い合金の層とを
有する非結合の集合体を形成する段階と、非結合の集合
体を高圧・高温装置の反応域内に置く段階と、非結合の
集合体に少なくとも1,000℃の温度と同時に少なく
とも30キロバールの圧力を充分な時間だけ付与しそれ
により成形体と基体間に結合を発生させる段階と、反応
域から合成ダイヤモンド研摩成形体を取り除く段階を有
する合成ダイヤモンド研摩成形体の製造方法。 - (2)付与される温度が2,000℃を超えず、圧力が
55キロバールを超えない、特許請求の範囲第1項によ
る方法。 - (3)合金がニッケルと、チタン、ジルコニウム、タン
タル及びモリブデンより選ばれた金属を重量で10%ま
で含有する特許請求の範囲第1項又は第2項による方法
。 - (4)層よりのニッケルが成形体内に浸入し、付与され
る温度及び圧力の条件は、この浸入が600ミクロンの
深さを超えないように選ばれている特許請求の範囲第1
項による方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
ZA867280 | 1986-09-24 | ||
ZA86/7280 | 1986-09-24 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63156662A true JPS63156662A (ja) | 1988-06-29 |
JPH0775831B2 JPH0775831B2 (ja) | 1995-08-16 |
Family
ID=25578563
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP62239899A Expired - Lifetime JPH0775831B2 (ja) | 1986-09-24 | 1987-09-24 | 合成ダイヤモンド研摩成形体の製造方法 |
Country Status (7)
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---|---|
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EP (1) | EP0261948B1 (ja) |
JP (1) | JPH0775831B2 (ja) |
AT (1) | ATE83186T1 (ja) |
AU (1) | AU590123B2 (ja) |
DE (1) | DE3783000T2 (ja) |
IE (1) | IE60131B1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0788771A (ja) * | 1993-09-21 | 1995-04-04 | Tatsuro Kuratomi | cBN砥粒結合砥石およびその製造法 |
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AU624521B2 (en) * | 1989-07-07 | 1992-06-11 | De Beers Industrial Diamond Division (Proprietary) Limited | Manufacture of an abrasive body |
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-
1987
- 1987-09-17 IE IE252087A patent/IE60131B1/en not_active IP Right Cessation
- 1987-09-22 AU AU78826/87A patent/AU590123B2/en not_active Ceased
- 1987-09-23 EP EP87308416A patent/EP0261948B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-09-23 AT AT87308416T patent/ATE83186T1/de active
- 1987-09-23 DE DE8787308416T patent/DE3783000T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1987-09-23 US US07/100,113 patent/US4875907A/en not_active Expired - Fee Related
- 1987-09-24 JP JP62239899A patent/JPH0775831B2/ja not_active Expired - Lifetime
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DE3783000T2 (de) | 1993-04-08 |
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