JPS6384875A - 複合ダイヤモンド研摩成形体の製造方法 - Google Patents

複合ダイヤモンド研摩成形体の製造方法

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JPS6384875A
JPS6384875A JP62175788A JP17578887A JPS6384875A JP S6384875 A JPS6384875 A JP S6384875A JP 62175788 A JP62175788 A JP 62175788A JP 17578887 A JP17578887 A JP 17578887A JP S6384875 A JPS6384875 A JP S6384875A
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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】 本発明は複合ダイヤモンド研摩成形体に関するものであ
る。
複合ダイヤモンド研摩成形体は焼結した炭化物支持体に
接合されたダイヤモンド成形体からなる。
ダイヤモンド成形体は多結晶体のダイヤモンド粒子及び
任意選択的には第２相とからなっている。
第２相が設けられている時には、当該相は普通殆んどが
コバルトのようなダイヤモンド触媒からなっている。ダ
イヤモンド成形体のダイヤモンド含有率は通常成形体の
体積の７０％以上である。
複合ダイヤモンド研摩成形体及びそれらの製造法は当業
界において周知であり、特許文献にも記載されている。
この点に関しては米国特許第３゜７４５．６２３号及び
英国特許第１．４８９．１３０号を例として挙げられる
。これら２つの特許明細書の開示内容は参考物として本
川ｌＩｌ書に取入れられている。
複合ダイヤモンド研摩成形体は切削、研削及び切断工具
のような種々の工具のためのインサートとして用いられ
ている。焼結された炭化物支持体が工具にろう付は又は
他の方法で接合され、一方ダイヤモンド成形体は切刃エ
ツジ又は点を提供する。
複合ダイヤモンド研摩成形体はダヤモンドが結晶学的に
安定な高温、高圧状態で作られる。これらの成形体を作
る際には、所望の端末用途に応じて微細又は粗粒ダイヤ
モンド粒子が用いられる。
微細なダイヤモンド粒子を用いて複合ダイヤモンド研摩
成形体を製作する場合には問題点がある。
すなわち、ダイヤモンド成形層内に不完全な焼結領域が
発生するのを防止するのが困難である。そのような不完
全な焼結領域が存在するということは製品の性能にとっ
てマイナスとなる。
（発明の要約） 本発明によれば以下の段階を含む複合ダイヤモンド研摩
成形体の製造方法が提供されている。
ａ）高温度／高圧力ｔａ器のための反応カプセルを提供
する段階。
ｂ）　前記カプセル内に焼結炭化物のボディと、同ボデ
ィの表面上における２μｍより小さい粒寸法の微細炭化
物粉末の薄層と、同薄層上における平均粒寸法が２０μ
ｍより、も小さい微細ダイヤモンド粒塊とを置くことで
、前記反応カプセルを負荷してやる段階。
Ｃ）負荷済みの反応カプセルをｉ％２！／高圧機器の反
応領域内に配置する段階。
ｄ）　前記反応カプセルの中味を複合ダイヤモンド研摩
成形体を成形するのに適した温度及び圧力の状態にさら
す段階。
ｅ＞　　ｆｔＪ記反応カプセルから複合ダイヤモンド研
摩成形体を回収する段階。
（実施例） 前記微細な炭化物の粉末は通常０．５〜１μｍの範囲の
平均粒寸法を備えている。これらの粒子は通常５０μｍ
の深さを超えない範囲で前記焼結で作られた炭化物表面
上に薄肉層の形態で提供される。前記炭化物粉末は当業
界周知の任意のものとすることが出来るが、好ましくは
タングステン炭化物の粉末とすることが出来る。
前述したように、本発明は微細なダイヤモンド粒子すな
わち平均粒寸法が２０μ扉又はそれ以下、通常は５μｍ
又はそれ以下のダイヤモンド粒子を用いての複合ダイヤ
モンド研摩成形体の製造に用途がある。成形体製造の際
前記焼結炭化物からのコバルト又は類似のバインダ金属
はダイヤモンド物質中に含浸し、ダイヤモンド成形体の
成形作用を助ける。焼結炭化物表面−Ｆｌ、：前記微粒
炭化物粒子の薄層を設けてやることは前記バインダ物質
がダイヤモンド物質内に一様かつ完全に含浸し、実質的
に不完全な焼結領域の発生する事態を減少させることが
判明している。そのような領域の形成は、更に少量のす
なわち質量で５％迄の粉末状のコバルト、ニッケル又は
鉄、好ましくはコバルトをダイヤモンド粒子と混ぜ合わ
せることで更に防止出来ることが判明した。
前記焼結炭化物のボディは第１図によって例示するよう
に円板形状とすることが出来る。この図を参照すると、
円板形状の焼結炭化物ボディ１０はその相対する側に主
平坦表面１２．１４を備えている。平面図が円である凹
所１６が平坦表面１４内に形成されている。炭化物粉末
の層１８が前記凹所の下側表面２０上に置かれており、
この炭化物の層１８上にはダイヤモンド粒子のｗ４２２
が置かれている。複合研摩成形体を製造した後には、焼
結炭化物１０の破線で例示される側部は例えば研削によ
り除去され、成形体の切刃エツジが露出される。
露出した切刃エツジを備えた複合研摩成形体が第２図に
よって例示されている。この図を参照すると、焼結炭化
物の裏当て又は支持体２６に接合されたダイヤモンド成
形体層２４を有する複合ダイヤモンド研摩成形体が示さ
れている。前記ダイヤモンド研摩成形体層は周縁切刃エ
ツジ２８を備えている。
焼結炭化物ボディ、炭化物層及びダイヤモンド層が置か
れる反応カプセルは前記高温／高圧機器と同様当業界で
は周知のものである。前記機器は例えば米国特許第２．
９４１．２４８号及び第３゜７４５．６２３号に例示さ
れており、これらの開示事項は本明細書において引用文
献として扱われる。
ダイヤモンド研摩成形体を生産するのに必要な゛温度及
び圧力状態も又当業界では周知である。典型的には、５
０〜７０キロバールのオーダの圧力並びに１４００〜１
６００℃のオーダの温度が反応カプセルの中味に加えら
れる。これらの条件は少なくとも５分間、一般的には１
０〜３０分間の期間維持される。
本発明の方法によって得られる利点を次に以下の例を参
照して説明しよう。２つのダイヤモンド研摩成形体が製
造された。各成形体は第１図で例示した円板形状の焼結
炭化物ボディを用いて製作された。慣用の方法を用いて
作られ、ｒＡＪで示す最初の成形体の場合には、２μ瓦
の平均粒寸法を備えたダイヤモンド粒子のみが凹所１６
内に配置された。本発明の方法に従って作られ、ｒＢＪ
で示す第２の成形体の場合には、平均粒寸法が１μｍで
深さが４０μｍの層を備える微粒炭化物粒子が凹所の表
面２０上に置かれた。この炭化物層上には平均粒が２μ
ｍで２質ｍ％の粉末コバルトと混合された微細ダイヤモ
ンド粒子の層が載貨された。画成形体の場合、負荷され
た円板は通常の高温度／高圧力機器の反応カプセル内に
配置され、６０キロバール及び１５００℃の温度にさら
され、これらの条件が１５分間の期間維持された。成形
体を製造した後、炭化物円板の側部は前述したように研
削により除去され、第２図によって例示したタイプの成
形体が製作される。
成形体ｒＡＪの場合には実質的な寸法の不均質な領域が
成形体中心においてはっきりと視認された（第２図の参
照番号３０）。ダイヤモンドの粒成長が発生し、不完全
な焼結領域を示す金属のすしがはっきりと発生していた
。対照的に、成形体ｒＢＪは不均質及び金属すじを示す
領域は極めて小さく、ダイヤモンド粒成長も認められな
かった。
２つのタイプの成形体をパイロットプラントの規模で製
作する場合、本発明の方法を用いて製造される成形体の
市場適合性は従来技術によるそれと比較してはるかに大
きかった。
成形体ｒＡＪ及びｒＢＪは旋削試験に供された。
この試験において、成形体は分塊片へと切断された。最
初の塊片は周縁エツジ２８における切刃エツジ（以下の
表における「エツジ」なる用語で示す）を備え、第２の
塊片は周縁切刃エツジ２８から１６ａｗ入った所の切刃
エツジ（以下の表における「中間」なる用語で示す）を
備え、第３の塊片は円板の中心における切刃エツジ（「
中心」で示す）を備えていた。各塊片はシリコン粉末を
充満させたエポキシ＠４脂被加工材を旋削するのに用い
られ、切刃エツジ上のフランク１稟耗ｆｆｉ（ｍ”であ
られす）が５分間の旋削後測定された。このフランク摩
耗の値が低ければ低い程当該切刃エツジの耐摩耗性及び
研摩特性はすぐれている。得られた結果は以下の表に示
す。
表 成形体ｒＡＪ フランク摩耗（ａＩ２） エツジ　　　　　　　中　　間　　　　　中　　心０．
１１９　　０．１７７　０．３８４０．１５２　　０．
１４５　０．２２６０．１１６　　０．１６４　０．４
４６０．１００　　０．１２９　０．５０１成形体ｒ８
Ｊ フランク摩耗（ｍ！Ｒ２） エツジ　　　　　　　中　　間　　　　　柱Ｉｔ鉦０．
１２２　　　　０．１４５　　　０．１５２０．１０６
　　　　０．１３５　　　０．１７１０．１００　　　
　０．１６１　　　０．１７１０．１０３　　　　０．
１５８　　　０．１５５０．１３５　　　　０．１８７
　　　０．１８７前掲の表より明らかなように、成形体
ｒＡＪの中心における切刃エツジは耐摩耗性が貧弱であ
り、かくて切削特性は中心及び不完全焼結領域において
不均質性を示している。そのような領域は成形体ｒＢＪ
の中心においては認められなかった。従って、成形体ｒ
ＢＪからは成形体ｒＡＪとくらべてより多数個の市場性
にすぐれた複合研摩成形体が得られた。当業界において
周知のように、円板形状の複合研摩成形体は三角形、長
方形、六角形及びその類いのような数個の形状に切断さ
れ、これらの形状の塊片が種々の研摩作業に用いられる
。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の方法において用いる焼結炭化物ボディ
の断側面図、 第２図は本発明の方法によって製造された複合ダイヤモ
ンド研摩成形体を例示した図である。 １０は焼結法化物ボディ： １２．１４は主平坦表面； １６は凹所； １８は炭化物粉末の層； ２２はダイヤモンド粒子の層を示す。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）複合ダイヤモンド研摩成形体の製造方法であつて
    、 ａ）高温／高圧機器のための反応カプセルを提供する段
    階と、 ｂ）前記カプセル内に、焼結炭化物ボディと、同ボディ
    の表面上における平均粒寸法が２μｍ以下の微細な炭化
    物粉末の薄層と、同薄層上における平均粒寸法が２０μ
    ｍ以下の微細ダイヤモンド粒子の塊りとを載置すること
    で同カプセルを負荷せしめる段階と、 ｃ）前記高温／高圧機器の反応領域内に前記負荷された
    反応カプセルに置く段階と、 ｄ）前記反応カプセルの中味をして複合ダイヤモンド研
    摩成形体を成形するのに適した温度及び圧力の状態にさ
    らす段階と、 ｅ）前記複合ダイヤモンド研摩成形体を前記反応カプセ
    ルから回収する段階とを有する製造方法。
  2. （２）特許請求の範囲第１項に記載の製造方法において
    、前記ダイヤモンド粒子が５μｍよりも小さな平均粒寸
    法を備えていることを特徴とする製造方法。
  3. （３）特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の製造方
    法において、前記微細炭化物粉末は０．５〜１μｍの範
    囲の平均粒寸法を備えていることを特徴とする製造方法
    。
  4. （４）特許請求の範囲第１項から第３項迄のいずれか１
    つの項に記載の製造方法において、前記微細ダイヤモン
    ド粒子はコバルト、ニッケル及び鉄から選択した粉末と
    ５質量％迄混合されることを特徴とする製造方法。
  5. （５）特許請求の範囲第４項に記載の製造方法において
    、前記金属がコバルトであることを特徴とする製造方法
    。
JP62175788A 1986-07-14 1987-07-14 複合ダイヤモンド研摩成形体の製造方法 Pending JPS6384875A (ja)

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