JPS6411703B2 - - Google Patents

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JPS6411703B2
JPS6411703B2 JP56138644A JP13864481A JPS6411703B2 JP S6411703 B2 JPS6411703 B2 JP S6411703B2 JP 56138644 A JP56138644 A JP 56138644A JP 13864481 A JP13864481 A JP 13864481A JP S6411703 B2 JPS6411703 B2 JP S6411703B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
diamond
sintered body
less
diamond particles
binder
Prior art date
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Expired
Application number
JP56138644A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5841769A (en
Inventor
Tetsuo Nakai
Shuji Yatsu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to JP56138644A priority Critical patent/JPS5841769A/en
Priority to ZA826340A priority patent/ZA826340B/en
Priority to SE8204983A priority patent/SE457537B/en
Priority to DE19823232869 priority patent/DE3232869A1/en
Priority to US06/414,821 priority patent/US4505746A/en
Priority to FR8215073A priority patent/FR2512430B1/en
Priority to GB08225302A priority patent/GB2107298B/en
Publication of JPS5841769A publication Critical patent/JPS5841769A/en
Publication of JPS6411703B2 publication Critical patent/JPS6411703B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

現在、伸線用ダイスや非鉄金属プラスチツク、
セラミツクの切削用に、ダイヤモンドが70容量%
を越した焼結体が市販されている。これらの中で
もダイヤモンド粒度が細かい焼結体は、特に銅線
などの比較的軟かい線材を伸線するダイスに使用
した場合、伸線後の線表面は非常になめらかで好
評を博している。しかし、硬度の高い線材たとえ
ば真鍮メツキされた高炭素鋼線の伸線では今のと
ころ満足される性能を有するダイヤモンド焼結体
はない。またこれらの市販のダイヤモンド焼結体
を、セラミツクの切削や堀削工具として用いた場
合、微粒ダイヤモンド粒子よりなる焼結体は耐摩
耗性に問題があり、また、粗粒のダイヤモンド粒
子より成る焼結体は欠損してしまい、これらの使
用に耐えない。 本発明は前述したダイヤモンド焼結体の欠点を
改良することにより高強度の線材も伸線すること
ができ、さらに、セラミツク切削や掘削工具とし
ても使用可能なダイヤモンド焼結体に関するもの
である。 まず、市販のダイヤモンド焼結体で高強度の線
材を伸線した場合、満足した性能を示さない原因
を調べるため、粒度30〜60μm、粒度2〜6μm及
び1μm以下の3種のダイヤモンド焼結体を用いて
ダイスを作成し、真鍮メツキされた鋼線を伸線し
た。ダイスが寿命となつたときの線表面及びダイ
ス内面を観察した結果、どのダイスも内面に縦傷
が存在して荒れており、伸線した線材表面にも、
この傷が転写されていた。傷の大きさは1〜3μm
程度で非常に深い傷であつた。ダイス内面にこの
ような傷が発生するのは、次のように推定でき
る。用いたダイヤモンド焼結体は、いずれもダイ
ヤモンド粒子同志が強固に接合してダイヤモンド
スケルトンを形成しているものであるが、粒度30
〜60μmのダイヤモンド焼結体は第1図に示して
ある、線材とダイスが接触しはじめる1のリダク
シヨン部でダイヤモンドスケルトン部やダイヤモ
ンド粒子のエツヂが破壊して、脱落し、ダイス内
面を引かいて傷つけたものと思われる。また2〜
6μmのダイヤモンド焼結体はダイスのリダクシヨ
ン部でダイヤモンドスケルトンが欠損するよりも
むしろ2μ程度のダイヤモンド粒子が脱落して内
面を傷つけたものと思われる。一方、1μm以下の
ダイヤモンド粒子より成る焼結体は個々のダイヤ
モンド粒子の脱落と同時に数個のダイヤモンド粒
子のかたまりが脱落して、ダイス内面に微細な傷
とともに大きな傷をつけ、この傷により線材表面
が引つかかれたものと考えられる。 以上のように、従来のダイヤモンド焼結体が使
用できない理由として、ダイヤモンドスケルトン
部の欠損や、ダイヤモンド粒子の脱落のため、ダ
イス内面に傷をつけ、この傷が線材表面に転写さ
れるからであることが判明したが、ダイヤモンド
スケルトン部の欠損やダイヤモンド粒子の脱落が
生じる原因について考察する。 伸線時、ダイス内面には線材により垂直力と摩
擦力が負荷される。通常、固体接触面間に垂直力
と摩擦力が作用した場合にはせん断力や主応力が
発生する。たとえば第1図に示したダイス5の内
面では、1のリダクシヨン部の線材6とダイスの
接触点で最大主応力が発生し、ダイスから線材6
が出る2のベアリング部と3のバツクリリーフ部
の交点近傍で最大せん断力が発生する。なお4は
アプローチ部である。特に高強度の線材を伸線し
た場合は、垂直力や摩擦力が増加し、最大主応力
や最大せん断力が大きくなる。ダイヤモンド焼結
体のダイヤモンドスケルトン部は触媒金属等の不
純物を含有するため、焼結体の中で最も強度の低
い部分である。この部分に主応力やせん断応力が
加わつた場合、スケルトン部の不純物を含んだ箇
所に集中応力が負荷される。特に、1のリダクシ
ヨン部では線材との接触部の変動により繰返し応
力が加わり、クラツクが進展して破壊するものと
思われる。ダイヤモンド粒子が30〜60μmと大き
い焼結体の場合には、前述した如くリダクシヨン
部の表面近傍に最大主応力が発生するため、ダイ
ヤモンド粒子周辺のスケルトン部は全て破壊され
ないが、表面層に近いスケルトン部のみが先に破
壊されて脱落する。大きなダイヤモンド粒子その
ものは脱落し難い。一方2〜6μmのダイヤモンド
焼結体や1μm以下のダイヤモンド焼結体は、ダイ
ヤモンド粒子が小さいため、スケルトン部も小さ
く、スケルトン部が破壊されて脱落してもダイス
内面にほとんど傷は発生しない。しかし、ダイヤ
モンド粒子の周囲のスケルトンが全部破壊される
ため、ダイヤモンド粒子1個あるいは数個が集団
となつて脱落することがあり、これが内面に大き
な傷をつけたものと思われる。 以上のような従来の焼結体の欠点を克服するに
は、ダイヤモンド粒子の脱落を防止するととも
に、ダイヤモンドスケルトン部で大きく欠損する
ことを抑制する必要がある。ダイヤモンド粒子の
脱落を防止するには、前述したようにダイヤモン
ド粒子の粒度を数μm以上にすればよいが大きな
ダイヤモンドスケルトンが存在すればスケルトン
部が欠損するため、大きなダイヤモンドスケルト
ンを形成しない材質でなければならない。結合材
としてはダイヤモンドとの接着性が劣れば、数
μm以上のダイヤモンド粒子を使用してもダイヤ
モンド粒子は脱落してしまい、また耐摩耗性の劣
る結合材を用いれば、結合材部のみ先に摩耗して
しまい伸線途中でダイヤモンド粒子が脱落する。
したがつて、結合材としての要求特性はダイヤモ
ンドとの接着性が良好でかつ耐摩耗性に優れてい
なければならない。又相対的に脱落し易すいスケ
ルトン部の領域が小さいものが良い。 以上の事がらを考慮して、種々の材質を試作し
検討した結果、粒度3μm以上好ましくは10μm以
上のダイヤモンド粒子を、1μm以下好ましくは
0.5μm以下のダイヤモンド粒子と周期律表第4a、
5a、6a族の炭化物、窒化物、硼化物あるいはこ
れらの固溶体または混合物結晶及び鉄族金属から
なる結合材を用いた焼結体が優れた性能を示すこ
とを見出した。 本発明焼結体が優れた性能を有するのは次の如
く推測される。すなわち、本発明に用いている焼
結体の結合材は、1μm以下の微細粒子よりなるた
め、大きなダイヤモンド粒子間のスケルトンを形
成せずダイヤモンドスケルトンの欠損、脱落によ
りダイス内面が引かかれて深い大きな傷を生じる
ことがない。またダイヤモンド粒子と結合材中に
含有される1μm以下のダイヤモンド粒子とが結合
し、また周期律表の第4a、5a、6a族の炭化物、
窒化物、硼化物や鉄族金属(Fe、Ni、Co)とダ
イヤモンドの親和性が良好なため、ダイヤモンド
粒子の脱落が生じないものと考えられる。さらに
結合材中には、1μm以下の微細粒度のダイヤモン
ド粒子を含有しており、結合材の耐摩耗性が優れ
ているため、伸線中に結合材が異状に摩耗するこ
とはない。本発明の焼結体をダイスに加工すると
結合部の耐摩耗性は優れてたいるものの、10μ以
上の粗いダイヤモンド粒子に比較すれば劣るた
め、結合部は粗いダイヤモンド粒子より若干、凹
んだ状態となる。この状態で伸線した場合、ダイ
ヤモンド部に負荷される荷重は増加するものの、
結合材に負荷される荷重が減少するため、結合部
の微細なダイヤモンド粒子が、数個の集団となつ
て脱落することがなく、ダイス内面を傷つけるこ
とは少ない。 本発明は粒度3μm以上のダイヤモンド粒子が容
量で20〜85%を占め、残部が1μm以下の超微粒の
ダイヤモンド粒子を容量で20〜95%と1μm以下の
周期律表第4a、5a、6a族の元素の炭化物、窒化
物、硼化物もしくはこれらの固溶体または混合物
結晶および鉄族金属から構成される結合材より成
る工具用ダイヤモンド焼結体ならびに3μm以上の
ダイヤモンド粉末、1μm以下の超微粒ダイヤモン
ド粉末、1μm以下の周期律表第4a、5a、6a族の
元素の炭化物、窒化物、硼化物およびこれらの固
溶体粉末の一種または二種以上と鉄族金属粉末の
混合粉末を作成し、超高圧高温装置を用いてダイ
ヤモンドが安定な高温高圧下でホツトプレスする
ことからなる上記構成の工具用ダイヤモンド焼結
体の製造方法に関する。本発明の焼結体における
ダイヤモンドの粒度は、3μm以上で特に上限は限
定されないが一般には1mm以下で、このようなダ
イヤモンド粒子が容量で20〜85%、特に50〜70%
を占める。また結合材中のダイヤモンド粒子の粒
度は一般には1μm以下、好ましくは0.5μm以下
(下限は約0.1μm程度)の範囲あり、このような
ダイヤモンド粒子は結合材中で容量で20〜95%、
特に50〜80%を占めている。 本発明の焼結体を特に伸線ダイス用途に用いる
場合にはダイヤモンド粒子の粒度は10μm以上と
するのがよい。10μm未満であるとダイヤモンド
粒子が脱落して、ダイス内面に傷をつける。
10μm以上のダイヤモンド粒子の含有量は、容量
で20〜85%良い。10μm以上のダイヤモンド粒子
の含有量が20容量%未満であると、結合材が多く
なり、結合材で負荷される荷重が増加し、結合材
中のダイヤモンド粒子が数個の塊となつて脱落し
ダイス内面を傷つける。また85容量%を越える
と、10μm以上のダイヤモンド粒子が接触して大
きなダイヤモンドスケルトンを形成し、伸線中に
この部分が欠損し、脱落してダイス内面に深い傷
をつける。結合材中の微粒ダイヤモンドの粒度は
1μmを越えると、脱落した場合ダイス内面に大き
な深い傷を生じさせたり、あるいは結合材中に均
一に分布しないため1μ以下が良い。好ましくは
平均粒度で0.5μm以下が良い。またこの微粒ダイ
ヤモンド粒子の含有量は結合材中の容量で20〜95
%が好ましい。微粒ダイヤモンド粒子の含有量が
20容量%未満の場合は、結合材の耐摩耗性が劣
り、早期に摩耗するため、ダイヤモンド粒子の脱
落を生じる。一方微粒なダイヤモンド粒子の含有
量が結合材中の容積で95%を越えると結合材が脆
くなつたり、あるいは周期律表第4a、5a、6a族
の炭化物、窒化物、硼化物、等の含有量が減るた
め、1μm以下のダイヤモンド粒子が粒成長し、本
発明焼結体の目標とする性能を得ることができな
い。微粒ダイヤモンドが粒成長するのはダイヤモ
ンドが安定な高温高圧下で、これを溶解する鉄族
金属の液相が存在する場合であり、この溶解析出
現象によるものである。この粒成長を抑制する最
も有効な手段は、本発明者等が先に提案している
ように周期律表第4a、5a、6a族の炭化物、窒化
物、硼化物の微細な粉末を混入すると良い。特に
周期律表第4a、5a、6a族の炭化物中では、WCも
しくはこれと同一結晶系を有する(Mo、W)C
が最も粒成長抑制効果が大であつた。 次に市販のダイヤモンド焼結体がセラミツク切
削や掘削工具として使用できない原因を調べた。
まず市販のダイヤモンド粒度の異なる、ダイヤモ
ンド焼結体の切削用のバイトを作成し、花崗岩を
切削した。その結果、粒度1μm以下の微粒ダイヤ
モンド粒子より成る焼結体は切削初期において刃
先が丸くなつてしまい耐摩耗性に問題のあること
がわかつた。一方、ダイヤモンド粒子の粒子の粒
度が10μm以上と粗くなると、耐摩耗性は優れて
いるものの、切削中に、刃先が欠損してしまい使
用することができなかつた。この原因としては次
のように推測できる。ダイヤモンド焼結体の抗折
力は粒度の増加に伴ない低下する。微粒ダイヤモ
ンド焼結体は抗折力が高く、靭性に優れているた
め刃先は欠損しないものの、個々の粒子は小さな
スケルトンにより保持されているので、個々の粒
子の結合力は弱い。したがつて切削中に個々の粒
子が脱落しやすいため、耐摩耗性が劣るものと考
えられる。一方、粗粒ダイヤモンド焼結体は大き
なスケルトンにより保持されており、個々のダイ
ヤモンド粒子の結合力は強いため、耐摩耗性は優
れているものの、スケルトン部が大きいので、一
度、クラツクが発生すると伝播しやすく、刃先が
欠損するものと考えられる。これらの用途に使用
できるダイヤモンド焼結体は耐摩耗性に優れてお
り、かつ靭性の高いものでなければならない。こ
れにはダイス用のダイヤモンド焼結体と同様の材
質にすることにより、すなわち粗粒ダイヤモンド
焼結体の耐摩耗性の良好さと、微粒ダイヤモンド
の靭性高さを兼備えた焼結体が実現できれば良い
と考え、焼結体の組成について検討を加えた。 その結果、10μm以上のダイヤモンド粒子を容
積で20〜85%含有し、残部が1μm以下のダイヤモ
ンド粒子を容積で20〜95%と周期律表第4a、5a、
6a族の炭化物、窒化物、硼化物あるいはこれら
の固溶体、または混合物結晶及び鉄族金属から成
る結合材を用いた焼結体が優れた性能を示すこと
がわかつた。本発明の焼結体は10μm以上のダイ
ヤモンド粒子を含有するため、耐摩耗性は非常に
優れている。特に耐摩耗性が必要な場合は、
10μm以上のダイヤモンド粒子の含有量を増せば
良いが、この含有量が焼結体中の容量%で85%を
越えると刃先が欠損しやすくなる。また靭性が必
要な場合は10μm以上のダイヤモンド粒子の含有
量を少なくすれば良いが、容積で20%未満となる
と耐摩耗性が問題となる。粗粒のダイヤモンド粒
子の粒度は10μm未満であると耐摩耗性に問題が
あり、10μm以上が良い。微粒のダイヤモンド粒
子の粒度は1μm以下、好ましくは0.5μm以下が良
い。微粒のダイヤモンド粒子の粒度が1μmを越す
と靭性は低下する。結合材中の微粒ダイヤモンド
粒子の含有量は容積で20〜95%が好ましい。微粒
ダイヤモンド粒子の含有量が20%未満であると結
合相の耐摩耗性が低下し、結合相が早期に摩耗し
粗粒のダイヤモンド粒子が脱落してしまう。一
方、微粒ダイヤモンド粒子の含有量が95%を越す
と結合材が脆くなつたり、あるいは周期律表第
4a、5a、6a族の炭化物、窒化物、硼化物等の含
有量が減るため、1μm以下のダイヤモンドが粒成
長し、靭性が低下する。 また本発明の焼結体は靭性に富むため、断続部
を有する非鉄金属の切削にもその効果を発揮す
る。特に、良好な面粗度が必要な場合は、ダイヤ
モンド粒子の粗度を細かくすれば良いが、3μm未
満であると比削材の種類により耐摩耗性に問題を
生じることがある。したがつて、このような用途
の場合は結合材部のダイヤモンドは1μ以下で且
つ耐摩性成分としてのダイヤモンドは粒度3μm以
上が好ましい。本発明の焼結体に使用するダイヤ
モンド原料粉末としては3μm以上のダイヤモンド
粒子と1μm以下、好ましくは0.5μm以下のミクロ
ンパウダーである。合成ダイヤモンド天然ダイヤ
モンドのいずれでも良い。 このダイヤモンド粉末と前記化合物粉末の1種
又は2種以上及びFe、Co、Niの鉄族金属粉末を
均一にボールミル等の手段を用いて混合する。こ
の鉄族金属は予め混合せずに焼結時に溶浸せしめ
ても良い。また本発明者等の先願(特願昭52−
51381号)の如くボールミル時のポツトとボール
を混入する炭化物等の化合物と鉄族金属の焼結体
で作成しておき、ダイヤモンド粉末をボールミル
粉砕すると同時にポツトとボールから炭化物等の
化合物と鉄族金属の焼結体の微細粉末を混入せし
める方法もある。 混合した粉末を超高圧装置に入れ、ダイヤモン
ドが安定な条件下で焼結する。このとき使用した
鉄族金属と炭化物等の化合物間に生じる共晶液相
の出現温度以上で焼結する必要がある。例えば化
合物としてTiCを用い、鉄族金属としてCoを用
いた場合は常圧下では約1260℃で液相が生じる。
高圧下ではこの共晶温度は数十℃程度上昇するも
のと考えられている。従つてこの場合は1300℃以
上の温度で焼結される。焼結体中のダイヤモンド
の結合材となる炭化物等の化合物と鉄族金属の割
合は一義的には定められないが、少くとも焼結時
に化合物が固体として存在するだけの量は必要で
あり、例えばWCを化合物として用いCoを結合金
属とした場合はWCとCoの量的割合は前者を重量
で50%以上含む必要がある。 本発明のダイヤモンド焼結体は高強度の線材を
線引きする場合、焼結ダイヤモンドダイス内面に
は高圧力が発生するが、ダイヤモンド焼結体の外
径が小さく肉厚がうすくなる場合は、伸線中にダ
イヤモンド焼結体が縦方向に割れることがある。
このような場合はダイヤモンド焼結体の外周を超
硬合金等の支持体で包囲してダイヤモンド焼結体
の外周から予圧を加えることにより伸線中の縦割
れを防止することが可能である。 本発明の焼結体の用途としては、ダイスの他に
切削工具や掘削工具にも使用できる。この場合、
ダイヤモンド焼結体の靭性をさらに向上させるた
め、超硬合金等の支持体に超高圧焼結中に接合さ
せることも可能である。 以下実施例により、具体的に説明する。 実施例 1 粒度0.5μの合成ダイヤモンド粉末とWC及びCo
の粉末を、WC−Co超硬合金製のポツトとボール
を用いて粉砕混合した。得られた混合粉末の組成
は、平均粒度0.3μmの微粒ダイヤモンド80容量
%、WC12容量%、Co8容量%であつた。この混
合粉末と粒度40μmのダイヤモンド粉末を容積で
4:6に混合した。この完成粉末をWC−10%Co
の容器に詰め、超高圧装置を用いて先ず圧力を
55Kb加え、引続いて1450℃に加熱して20分間保
持した。 焼結体を取出して組織観察したところ、図2−
aに示した如く粒度40μのダイヤモンド同志は互
いに接合しておらず、大きなダイヤモンドスケル
トン部を形成せず、この周囲には結合材である、
0.5μmのダイヤモンド粒子とWC−Coの結合材が
存在していた。なお、比較のため市販の30〜
60μmの粒度のダイヤモンド粒子をCoで結合した
ダイヤモンド焼結体の組織写真を図2−bに示
す。この焼結体と市販の粒度30〜60μmのダイヤ
モンド粒子をCoで結合した焼結体を穴径0.175mm
φのダイスに仕上げた。これらのダイスを用い
て、線速800m/minで潤滑油中で真鍮メツキし
た鋼線を伸線した。市販のダイヤモンド焼結体よ
り作成したダイスは、500Kg伸線した時点で、線
材表面に縦傷が入り寿命になつたのに対し、本発
明焼結体は3000Kg伸線しても、未だ線材表面の傷
は少なかつた。 実施例 2 表1に示す結合材粉末を作成した。微粒ダイヤ
モンドとしては0.3μmのものを用いた。
Currently, wire drawing dies, non-ferrous metal plastics,
70% diamond by volume for cutting ceramics
Sintered bodies exceeding 100% are commercially available. Among these, sintered bodies with fine diamond grains have been well received, especially when used in dies for drawing relatively soft wire materials such as copper wire, as the wire surface after drawing is extremely smooth. However, at present, there is no diamond sintered body that has a satisfactory performance when drawing a wire with high hardness, such as a brass-plated high carbon steel wire. Furthermore, when these commercially available diamond sintered bodies are used as ceramic cutting or drilling tools, the sintered bodies made of fine diamond particles have a problem in wear resistance, and the sintered bodies made of coarse diamond particles have problems with wear resistance. The concretions are lost and cannot withstand these uses. The present invention relates to a diamond sintered body that can be used to draw high-strength wire rods by improving the above-mentioned drawbacks of the diamond sintered body, and can also be used as a ceramic cutting or drilling tool. First, in order to investigate the reason why high-strength wire rods are drawn using commercially available diamond sintered bodies, three types of diamond sintered bodies with particle sizes of 30 to 60 μm, 2 to 6 μm, and 1 μm or less were examined. A die was made using a dies, and the brass-plated steel wire was drawn. As a result of observing the wire surface and the inner surface of the die when the die reached the end of its life, it was found that all the dies had vertical scratches and were rough on the inner surface, and the surface of the drawn wire also showed
This scratch was transferred. The size of the scratch is 1-3μm
It was a very deep wound. The reason why such scratches occur on the inner surface of the die can be estimated as follows. The diamond sintered bodies used all have diamond particles firmly bonded to each other to form a diamond skeleton, but the grain size was 30.
The ~60 μm diamond sintered body is shown in Figure 1. At the reduction part 1 where the wire and die begin to come into contact, the diamond skeleton part and the edges of the diamond particles break and fall off, scratching and damaging the inner surface of the die. It seems that it was Also 2~
Rather than the diamond skeleton being damaged in the reduction part of the die, the 6μm diamond sintered body is thought to have been damaged by diamond particles of about 2μm falling off and damaging the inner surface. On the other hand, in the case of a sintered body made of diamond particles of 1 μm or less, at the same time as individual diamond particles fall off, several clusters of diamond particles fall off, causing large scratches as well as minute scratches on the inner surface of the die, and these scratches cause the wire surface to It is thought that it was attracted. As mentioned above, the reason why conventional diamond sintered bodies cannot be used is that the diamond skeleton part is damaged or the diamond particles fall off, causing scratches on the inner surface of the die, and these scratches are transferred to the wire surface. However, we will discuss the causes of defects in the diamond skeleton and the falling off of diamond particles. During wire drawing, vertical force and frictional force are applied to the inner surface of the die by the wire rod. Normally, shear force and principal stress occur when normal force and frictional force act between solid contact surfaces. For example, on the inner surface of the die 5 shown in FIG.
The maximum shearing force occurs near the intersection of the bearing part 2 and the back relief part 3, where . Note that 4 is an approach section. In particular, when a high-strength wire is drawn, the normal force and frictional force increase, and the maximum principal stress and maximum shearing force increase. The diamond skeleton portion of the diamond sintered body contains impurities such as catalytic metals, so it is the part with the lowest strength in the sintered body. When principal stress or shear stress is applied to this part, concentrated stress is applied to the parts of the skeleton part that contain impurities. In particular, it is thought that in the reduction part 1, repeated stress is applied due to fluctuations in the contact part with the wire, causing the crack to develop and break. In the case of a sintered body with large diamond particles of 30 to 60 μm, as mentioned above, the maximum principal stress occurs near the surface of the reduction part, so the skeleton part around the diamond particle is not completely destroyed, but the skeleton part near the surface layer Only the part is destroyed first and falls off. Large diamond particles themselves are difficult to fall off. On the other hand, diamond sintered bodies with a diameter of 2 to 6 μm and diamond sintered bodies with a diameter of 1 μm or less have small diamond particles, so the skeleton portion is also small, and even if the skeleton portion is broken and falls off, almost no scratches will occur on the inner surface of the die. However, since the entire skeleton around the diamond particles is destroyed, one or several diamond particles may fall off in groups, which is thought to have caused large scratches on the inner surface. In order to overcome the above-mentioned drawbacks of conventional sintered bodies, it is necessary to prevent diamond particles from falling off and to suppress large defects in the diamond skeleton portion. In order to prevent the diamond particles from falling off, the particle size of the diamond particles should be set to several micrometers or more as mentioned above, but if a large diamond skeleton exists, the skeleton part will be damaged, so the material must not form a large diamond skeleton. Must be. As a binder, if the adhesion with diamond is poor, the diamond particles will fall off even if diamond particles of several micrometers or more are used, and if a binder with poor wear resistance is used, only the tip of the binder part will fall off. This causes the diamond particles to fall off during wire drawing.
Therefore, the properties required for the bonding material are good adhesion to diamond and excellent wear resistance. Also, it is preferable that the skeleton portion, which is relatively easy to fall off, has a small area. Taking the above into consideration, we made prototypes of various materials and examined them. As a result, we found that diamond particles with a particle size of 3 μm or more, preferably 10 μm or more, and diamond particles with a particle size of 1 μm or less, preferably
Diamond particles less than 0.5 μm and periodic table 4a,
It has been found that a sintered body using a binder consisting of carbides, nitrides, borides, solid solutions or mixture crystals of Groups 5a and 6a, and iron group metals exhibits excellent performance. The reason why the sintered body of the present invention has excellent performance is presumed as follows. In other words, since the binding material of the sintered body used in the present invention is made of fine particles of 1 μm or less, it does not form skeletons between large diamond particles, and the inner surface of the die is pulled due to chipping or falling off of the diamond skeletons, resulting in deep large particles. Will not cause any damage. In addition, diamond particles and diamond particles of 1 μm or less contained in the binder are bonded, and carbides of groups 4a, 5a, and 6a of the periodic table,
It is thought that diamond particles do not fall off because diamond has a good affinity with nitrides, borides, and iron group metals (Fe, Ni, Co). Furthermore, the binder contains diamond particles with a fine particle size of 1 μm or less, and the binder has excellent wear resistance, so the binder does not wear abnormally during wire drawing. When the sintered body of the present invention is processed into a die, the wear resistance of the joint is excellent, but it is inferior to coarse diamond particles of 10μ or more, so the joint is slightly depressed compared to coarse diamond particles. Become. If wire is drawn in this state, the load applied to the diamond part will increase, but
Since the load applied to the bonding material is reduced, the fine diamond particles at the bonding part do not fall off in groups, and are less likely to damage the inner surface of the die. In the present invention, diamond particles with a particle size of 3 μm or more account for 20 to 85% of the volume, and the remainder is ultrafine diamond particles with a particle size of 1 μm or less, which account for 20 to 95% of the volume. Diamond sintered bodies for tools made of a binder composed of carbides, nitrides, borides, solid solutions or mixture crystals of the elements and iron group metals, diamond powder of 3 μm or more, ultrafine diamond powder of 1 μm or less, A mixed powder of iron group metal powder and one or more of carbides, nitrides, borides of elements in groups 4a, 5a, and 6a of the periodic table of 1 μm or less in size and solid solution powders of these is prepared and processed in an ultra-high-pressure and high-temperature device. The present invention relates to a method for manufacturing a diamond sintered body for tools having the above structure, which comprises hot pressing under high temperature and high pressure where the diamond is stable. The particle size of the diamond in the sintered body of the present invention is 3 μm or more, but the upper limit is not particularly limited, but it is generally 1 mm or less, and such diamond particles account for 20 to 85%, particularly 50 to 70%, of the volume.
occupies Furthermore, the particle size of diamond particles in the binder is generally 1 μm or less, preferably 0.5 μm or less (the lower limit is about 0.1 μm), and such diamond particles account for 20 to 95% of the binder by volume.
In particular, it accounts for 50-80%. In particular, when the sintered body of the present invention is used for wire drawing dies, the particle size of the diamond particles is preferably 10 μm or more. If the diameter is less than 10 μm, diamond particles will fall off and damage the inner surface of the die.
The content of diamond particles larger than 10μm is 20-85% better in volume. If the content of diamond particles of 10 μm or more is less than 20% by volume, the amount of binder increases, the load applied by the binder increases, and the diamond particles in the binder become agglomerated and fall off. Damage to the inside of the die. Moreover, when the amount exceeds 85% by volume, diamond particles of 10 μm or more come into contact and form a large diamond skeleton, which breaks during wire drawing and falls off, causing deep scratches on the inner surface of the die. The particle size of fine diamond in the binder is
If it exceeds 1μm, it may cause large deep scratches on the inner surface of the die if it falls off, or it will not be distributed uniformly in the binder, so it is better to set it below 1μm. Preferably, the average particle size is 0.5 μm or less. In addition, the content of these fine diamond particles is 20 to 95% in terms of capacity in the binder.
% is preferred. The content of fine diamond particles is
If it is less than 20% by volume, the wear resistance of the binder will be poor and it will wear out early, causing diamond particles to fall off. On the other hand, if the content of fine diamond particles exceeds 95% by volume in the binder, the binder becomes brittle or contains carbides, nitrides, borides, etc. of groups 4a, 5a, and 6a of the periodic table. As the amount decreases, diamond particles of 1 μm or less grow, making it impossible to achieve the targeted performance of the sintered body of the present invention. Grain growth of fine diamond occurs under high temperature and high pressure conditions where diamond is stable, and when there is a liquid phase of iron group metal that dissolves the diamond, and this is due to this melt precipitation phenomenon. The most effective means to suppress this grain growth is to mix in fine powders of carbides, nitrides, and borides belonging to groups 4a, 5a, and 6a of the periodic table, as previously proposed by the present inventors. good. In particular, among the carbides of groups 4a, 5a, and 6a of the periodic table, WC or (Mo, W)C having the same crystal system as WC
had the greatest grain growth inhibiting effect. Next, we investigated the reason why commercially available diamond sintered bodies cannot be used as ceramic cutting or drilling tools.
First, we created commercially available cutting tools for cutting sintered diamond bodies with different diamond particle sizes, and used them to cut granite. As a result, it was found that a sintered body made of fine diamond particles with a particle size of 1 μm or less had a problem in wear resistance because the cutting edge became rounded in the early cutting stage. On the other hand, when the particle size of the diamond particles becomes coarse (10 μm or more), although the wear resistance is excellent, the cutting edge breaks during cutting, making it unusable. The reason for this can be inferred as follows. The transverse rupture strength of a diamond sintered body decreases as the grain size increases. The fine-grained diamond sintered body has a high transverse rupture strength and excellent toughness, so the cutting edge will not break. However, since each particle is held by a small skeleton, the bonding force between the individual particles is weak. Therefore, individual particles tend to fall off during cutting, which is thought to result in poor wear resistance. On the other hand, coarse-grained diamond sintered bodies are held by a large skeleton, and the bonding force between individual diamond particles is strong, so they have excellent wear resistance, but because the skeleton is large, once a crack occurs, it will propagate. It is thought that the cutting edge is easily damaged and the cutting edge is damaged. A diamond sintered body that can be used for these purposes must have excellent wear resistance and high toughness. To achieve this, it would be possible to create a sintered body that has the same material as the diamond sintered body for dies, that is, a sintered body that has both the good wear resistance of a coarse-grained diamond sintered body and the high toughness of a fine-grained diamond. Considering this to be a good idea, we investigated the composition of the sintered body. As a result, 20-85% by volume of diamond particles of 10 μm or more are contained, and the remainder is 20-95% by volume of diamond particles of 1 μm or less.
It has been found that a sintered body using a binder consisting of group 6a carbides, nitrides, borides, solid solutions thereof, or mixture crystals and iron group metals exhibits excellent performance. Since the sintered body of the present invention contains diamond particles of 10 μm or more, it has extremely excellent wear resistance. Especially when abrasion resistance is required,
It is possible to increase the content of diamond particles of 10 μm or more, but if this content exceeds 85% by volume in the sintered body, the cutting edge is likely to break. If toughness is required, the content of diamond particles of 10 μm or more can be reduced, but if the content is less than 20% by volume, wear resistance becomes a problem. If the particle size of the coarse diamond particles is less than 10 μm, there will be a problem in wear resistance, so it is better to have a particle size of 10 μm or more. The particle size of the fine diamond particles is preferably 1 μm or less, preferably 0.5 μm or less. When the particle size of fine diamond particles exceeds 1 μm, toughness decreases. The content of fine diamond particles in the binder is preferably 20 to 95% by volume. If the content of fine diamond particles is less than 20%, the wear resistance of the binder phase decreases, the binder phase wears out early, and coarse diamond particles fall off. On the other hand, if the content of fine diamond particles exceeds 95%, the binder becomes brittle or
As the content of carbides, nitrides, borides, etc. of groups 4a, 5a, and 6a decreases, diamond grains of 1 μm or less grow and the toughness decreases. Further, since the sintered body of the present invention has high toughness, it is also effective in cutting non-ferrous metals having interrupted portions. In particular, if good surface roughness is required, the roughness of the diamond particles may be made finer, but if the roughness is less than 3 μm, problems may arise in wear resistance depending on the type of material being cut. Therefore, in the case of such uses, it is preferable that the diamond in the binder part has a particle size of 1 μm or less, and the diamond as the wear-resistant component has a particle size of 3 μm or more. The diamond raw material powder used in the sintered body of the present invention includes diamond particles of 3 μm or more and micron powder of 1 μm or less, preferably 0.5 μm or less. Either synthetic diamond or natural diamond may be used. This diamond powder, one or more of the above compound powders, and iron group metal powders of Fe, Co, and Ni are uniformly mixed using a means such as a ball mill. This iron group metal may be infiltrated during sintering without being mixed in advance. In addition, the inventors' earlier application (Japanese Patent Application No. 52-
No. 51381), the pots and balls in a ball mill are mixed with compounds such as carbides and sintered bodies of iron group metals, and at the same time as the diamond powder is ground in the ball mill, the compounds such as carbides and iron group metals are mixed into the pots and balls. There is also a method of mixing fine powder of sintered metal. The mixed powder is placed in an ultra-high-pressure device and sintered under conditions where the diamond is stable. At this time, it is necessary to sinter at a temperature higher than the temperature at which a eutectic liquid phase appears between the iron group metal and the compound such as carbide used. For example, when TiC is used as the compound and Co is used as the iron group metal, a liquid phase occurs at about 1260°C under normal pressure.
It is believed that this eutectic temperature increases by several tens of degrees Celsius under high pressure. Therefore, in this case, sintering is performed at a temperature of 1300°C or higher. Although the ratio of compounds such as carbides and iron group metals that serve as binding materials for diamond in the sintered body cannot be unambiguously determined, it is necessary that the amount is at least sufficient for the compound to exist as a solid during sintering. For example, when WC is used as a compound and Co is used as a binding metal, the quantitative ratio of WC and Co must include 50% or more of the former by weight. When the diamond sintered body of the present invention is used to draw a high-strength wire rod, high pressure is generated on the inner surface of the sintered diamond die, but when the diamond sintered body has a small outer diameter and a thin wall thickness, The diamond sintered body may crack in the vertical direction.
In such a case, it is possible to prevent vertical cracking during wire drawing by surrounding the outer periphery of the diamond sintered body with a support such as a cemented carbide and applying preload from the outer periphery of the diamond sintered body. The sintered body of the present invention can be used not only for dies but also for cutting tools and excavating tools. in this case,
In order to further improve the toughness of the diamond sintered body, it is also possible to bond it to a support such as cemented carbide during ultra-high pressure sintering. This will be specifically explained below using examples. Example 1 Synthetic diamond powder with particle size of 0.5 μ and WC and Co
The powders were pulverized and mixed using a pot and ball made of WC-Co cemented carbide. The composition of the obtained mixed powder was 80% by volume of fine diamond with an average particle size of 0.3 μm, 12% by volume of WC, and 8% by volume of Co. This mixed powder and diamond powder having a particle size of 40 μm were mixed in a volume ratio of 4:6. This finished powder is WC-10%Co
It is packed in a container, and the pressure is first applied using an ultra-high pressure device.
55 Kb was added, followed by heating to 1450°C and holding for 20 minutes. When the sintered body was taken out and the structure was observed, Figure 2-
As shown in a, the diamonds with a particle size of 40μ are not bonded to each other and do not form a large diamond skeleton, and there is a binding material around this.
0.5μm diamond particles and WC-Co binder were present. For comparison, commercially available 30~
Figure 2-b shows a photograph of the structure of a diamond sintered body in which diamond particles with a grain size of 60 μm are bonded with Co. This sintered body and commercially available diamond particles with a particle size of 30 to 60 μm were bonded with Co and a hole diameter of 0.175 mm was inserted into the sintered body.
Finished with a φ die. Using these dies, brass-plated steel wire was drawn in lubricating oil at a drawing speed of 800 m/min. A die made from a commercially available diamond sintered body had vertical scratches on the wire surface after 500 kg of wire was drawn, and the life of the die was reached. There were few injuries. Example 2 A binder powder shown in Table 1 was prepared. As the fine diamond, 0.3 μm was used.

【表】【table】

【表】 この結合材と、粒度10μm以上のダイヤモンド
粒子を表2に示す割合いで混合して完成粉末を作
成した。
[Table] Finished powders were prepared by mixing this binder and diamond particles with a particle size of 10 μm or more in the proportions shown in Table 2.

【表】 これらの完全粉末を実施例1と同様にして、焼
結した後、0.250mmφの穴径のダイスに仕上げた。
これらのダイスを用いて線速800m/分潤滑油中
で真鍮メツキした鋼線を伸線した。その結果を表
2に示す。比較のため、粒度30〜60μmのダイヤ
モンド粒子をCoで結合市販のダイヤモンド焼結
体及び超硬合金のダイスも作成し、同様にしてテ
ストしたところそれぞれ1300Kgと300Kg伸線でき
た。 実施例 3 表3に結合材粉末を作成した。
[Table] These complete powders were sintered in the same manner as in Example 1, and then finished into a die with a hole diameter of 0.250 mmφ.
Using these dies, brass-plated steel wire was drawn in lubricating oil at a drawing speed of 800 m/min. The results are shown in Table 2. For comparison, a commercially available diamond sintered body and a cemented carbide die were made by bonding diamond particles with a particle size of 30 to 60 μm with Co, and when tested in the same manner, wire drawings of 1300 kg and 300 kg were achieved, respectively. Example 3 Binder powders shown in Table 3 were prepared.

【表】 この結合材粉末と粒度10μm以のダイヤモンド
粒子を表4に示す割合で混合して完成粉末を作成
し、実施例1と同様にして焼結した後、直径
1.185mmと1.2mmの穴径のダイスを作成した。これ
らのダイスを用いて線速400m/min、潤滑油中
で1.185mmφの穴径のダイスは銅メツキ鋼線を、
1.2mmφの穴径のダイスはステンレス線を伸線し
た。比較のため、粒度30〜60μmのダイヤモンド
粒子をCoで結合した市販の焼結体についても同
様の実験も行つた。その結果も合わせて表4に記
す。
[Table] A finished powder was prepared by mixing this binder powder and diamond particles with a particle size of 10 μm or more in the ratio shown in Table 4. After sintering in the same manner as in Example 1,
Dies with hole diameters of 1.185 mm and 1.2 mm were made. Using these dies, the die with a hole diameter of 1.185 mmφ was used to cut copper-plated steel wire in lubricating oil at a wire speed of 400 m/min.
The die with a hole diameter of 1.2 mmφ was made by drawing stainless steel wire. For comparison, similar experiments were also conducted using a commercially available sintered body in which diamond particles with a grain size of 30 to 60 μm were bonded with Co. The results are also shown in Table 4.

【表】 実施例 4 実施例1で作成した結合材粉末と粒度100μmの
ダイヤモンド粉末を容量比で35:65に混合した。
この完成粉末をTa製の容器に詰め、超高圧装置
を用いて55Kb、1450℃で20分間焼結した。この
焼結体を用いて切削用のバイトを作成し、花崗岩
を速度30m/min、切込み1mm、送り0.5mm/rev
で水を切削液として用いて、切削テストした。比
較のため、市販のダイヤモンド粒度が約100μmで
Coで結合された掘削工具用ダイヤモンド焼結体
についてもテストした。その結果、本発明焼結体
は、60分間切削しても刃先はほとんど欠損しなか
つたのに対し、市販焼結体は10分間切削した時点
で刃先が欠損してしまつた。 実施例 5 実施例1で作成した結合材粉末と粒度3μのダ
イヤモンド粉末を容量比で60:40に混合し、この
粉末をTa製の容器に詰めて53Kb、1400℃で10分
間超高圧焼結した。この焼結体を用いて切削用の
バイトを作成し、Al−25%Siを速度300m/min、
切込み0.5mm、送り0.2mm/revで60分間切削した。
比較のため、3〜8μmのダイヤモンド粒子をCo
で結合した市販のダイヤモンド焼結体についても
テストした。その結果、本発明焼結体で切削した
被削面は非常になめらかであり、逃げ面摩耗巾が
0.03mmであつたのに対し、市販の焼結体は被削面
も粗く、逃げ面摩耗巾は0.05mmであつた。 実施例 6 実施例2で作成したB、C、D、E、Fの結合
材粉末を用いて、表5に示す完成粉末を作成し
た。次に
[Table] Example 4 The binder powder prepared in Example 1 and diamond powder having a particle size of 100 μm were mixed in a volume ratio of 35:65.
This completed powder was packed into a container made of Ta and sintered at 55Kb at 1450°C for 20 minutes using an ultra-high pressure device. A cutting tool was created using this sintered body to cut granite at a speed of 30 m/min, depth of cut of 1 mm, and feed rate of 0.5 mm/rev.
A cutting test was conducted using water as the cutting fluid. For comparison, commercially available diamond grain size is approximately 100 μm.
Co-bonded diamond sintered bodies for drilling tools were also tested. As a result, the cutting edge of the sintered body of the present invention was hardly damaged even after cutting for 60 minutes, whereas the cutting edge of the commercially available sintered body was broken after cutting for 10 minutes. Example 5 The binder powder prepared in Example 1 and diamond powder with a particle size of 3μ were mixed in a volume ratio of 60:40, and this powder was packed in a Ta container and ultra-high pressure sintered at 53Kb at 1400℃ for 10 minutes. did. A cutting tool was created using this sintered body, and Al-25%Si was cut at a speed of 300 m/min.
Cutting was performed for 60 minutes at a depth of cut of 0.5 mm and a feed rate of 0.2 mm/rev.
For comparison, diamond particles of 3 to 8 μm were coated with Co
A commercially available diamond sintered body bonded with was also tested. As a result, the work surface cut with the sintered body of the present invention is extremely smooth, and the flank wear width is small.
On the other hand, the surface of the commercially available sintered body was rough, and the flank wear width was 0.05 mm. Example 6 Using the binder powders B, C, D, E, and F prepared in Example 2, finished powders shown in Table 5 were prepared. next

【表】 Mo製の容器にWC−10%Co超硬合金の円板を入
れた後、これらの完成粉末を充填し、実施例1と
同様にして超高圧焼結した。どのダイヤモンド焼
結体ともWC−Co超硬合金に接合されていた。こ
れらのダイヤモンド焼結体の掘削工具への可能性
をみるため、切削用のバイトを作成し、圧縮強度
1400Kg/cm2の安山岩を、速度45m/min、切り込
み0.5mm、送り0.2mm/revで湿式で30分間切削テ
ストした。比較のため、粒度100μmのダイヤモン
ド粒子をCoで結合した市販のダイヤモンド焼結
体についても同様の実験を行つた。その結果も合
わせて表5に示す。
[Table] A disc of WC-10% Co cemented carbide was placed in a Mo container, then filled with these finished powders, and ultra-high pressure sintered in the same manner as in Example 1. All diamond sintered bodies were bonded to WC-Co cemented carbide. In order to explore the potential of using these diamond sintered bodies as drilling tools, we created cutting tools and tested their compressive strength.
A wet cutting test was conducted on 1400 kg/cm 2 andesite at a speed of 45 m/min, depth of cut of 0.5 mm, and feed rate of 0.2 mm/rev for 30 minutes. For comparison, a similar experiment was conducted using a commercially available diamond sintered body in which diamond particles with a grain size of 100 μm were bonded with Co. The results are also shown in Table 5.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は伸線中の線材とダイスの接触状態を示
す概念図、第2図a,bはそれぞれ本発明焼結体
と市販のダイヤモンド粒度30−60μmの焼結体の
組織を示す顕微鏡写真である。
Figure 1 is a conceptual diagram showing the contact state between the wire and the die during wire drawing, and Figures 2 a and b are microscopic photographs showing the structures of the sintered body of the present invention and the commercially available sintered body with a diamond grain size of 30-60 μm, respectively. It is.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 粒度3μm以上のダイヤモンド粒子が容量で20
〜85%を占め、残部が1μm以下の超微粒のダイヤ
モンド粒子を容量で20〜95%と1μm以下の周期律
表第4a、5a、6a族の炭化物、窒化物、硼化物あ
るいはこれらの固溶体または混合物結晶及び鉄族
金属から構成される結合材より成る工具用ダイヤ
モンド焼結体。 2 粒度10μm以上のダイヤモンド粒子が容量で
20〜85%を占め、結合材としての超微粒のダイヤ
モンド粒子及び周期律表第4a、5a、6a族の炭化
物、窒化物、硼化物あるいはこれらの固溶体また
は混合物の平均粒径が0.5μm以下である特許請求
の範囲第1項記載の工具用ダイヤモンド焼結体。 3 特許請求の範囲第1または2項記載の焼結体
において結合材の一部として用いる周期律表第
4a、5a、6a族の炭化物と鉄族金属の割合いがそ
の共晶組成に相当するものより炭化物含有量が多
いことを特徴とする工具用ダイヤモンド焼結体。 4 結合材の一部として使用する炭化物がWCま
たはこれと同一結晶構造を有する(Mo、W)C
であることを特徴とする特許請求の範囲第1、2
または3項記載の工具用ダイヤモンド焼結体。 5 3μm以上のダイヤモンド粉末、1μm以下の超
微粒ダイヤモンド粉末、1μm以下の周期律表第
4a、5a、6a族の炭化物、窒化物、硼化物及びこ
れらの固溶体粉末の一種または二種以上と鉄族金
属粉末の混合粉末を作成し、超高圧高温装置を用
いて、ダイヤモンドが安定な高温高圧下でホツト
プレスすることを特徴とする、3μm以上のダイヤ
モンドが容量で20−85%を占め、残部が1μm以下
のダイヤモンドを容量で20−95%と1μm以下の周
期律表第4a、5a、6a族の炭化物、窒化物、硼化
物及びこれらの固溶体または混合物結晶及び鉄族
金属から構成される結合材より成る工具用ダイヤ
モンド焼結体の製造方法。 6 10μm以上のダイヤモンド粉末、平均粒径
0.5μmの超微粒ダイヤモンド粉末と周期率表第
4a、5a、6a族金属の炭化物、窒化物、硼化物及
びこれらの固溶体の1種または2種以上の原料を
使用し、粒度10μm以上のダイヤモンド粒子が容
量で20〜85%占め、結合材としての超微粒ダイヤ
モンド粒子及び周期律表第4a、5a、6a族の炭化
物、窒化物、硼化物あるいはこれらの固溶体また
は混合物の平均粒径が0.5μm以下である特許請求
の範囲第5項記載の工具用ダイヤモンド焼結体の
製造方法。 7 特許請求の範囲第5または6項記載の製造方
法において、結合材形成粉末の一部として用いる
周期律表第4a、5a、6a族の炭化物と鉄族金属の
割合いがその共晶組成に相当するものより、炭化
物の量を多くした混合粉末を用い、炭化物と鉄族
金属の共晶生成温度以上で超微粒ダイヤモンドの
粒成長を抑制して焼結することを特徴とする工具
用ダイヤモンド焼結体の製造方法。 8 結合材として使用する炭化物がWCまたはこ
れと同一結晶構造を有する(Mo、W)Cを用い
ることを特徴とする特許請求の範囲第5、6また
は7項記載の工具用ダイヤモンド焼結体の製造方
法。
[Claims] 1. Diamond particles with a particle size of 3 μm or more in a capacity of 20
~85% of the diamond particles, and the remainder is 20~95% by volume of ultrafine diamond particles of 1 μm or less, and carbides, nitrides, borides of groups 4a, 5a, and 6a of the periodic table of 1 μm or less, or solid solutions thereof. A diamond sintered body for tools made of a binder made of mixed crystals and iron group metals. 2. Diamond particles with a particle size of 10μm or more have a capacity
The average particle size of ultrafine diamond particles and carbides, nitrides, borides of Groups 4a, 5a, and 6a of the periodic table, or solid solutions or mixtures thereof, is 0.5 μm or less, accounting for 20 to 85% of the total A diamond sintered body for a tool according to claim 1. 3. Periodic table No. 1 used as part of the binding material in the sintered body according to claim 1 or 2
A diamond sintered body for tools, characterized in that the ratio of carbides of groups 4a, 5a, and 6a to iron group metals is higher than that corresponding to its eutectic composition. 4 The carbide used as part of the binder is WC or (Mo, W)C having the same crystal structure as WC.
Claims 1 and 2 are characterized in that:
Or the diamond sintered body for tools according to item 3. 5 Diamond powder of 3μm or more, ultrafine diamond powder of 1μm or less, periodic table diamond powder of 1μm or less
A mixed powder of iron group metal powder and one or more of group 4a, 5a, and 6a carbides, nitrides, borides, and solid solution powders of these is prepared, and then heated to a high temperature where diamond is stable using an ultra-high pressure and high temperature equipment. Characterized by hot pressing under high pressure, diamonds of 3 μm or more account for 20-85% by volume, and the remainder is 20-95% by volume of diamonds of 1 μm or less, which are diamonds 4a and 5a of the periodic table of 1 μm or less. A method for producing a diamond sintered body for tools, which is made of a binder made of group 6a carbides, nitrides, borides, solid solutions or mixture crystals thereof, and iron group metals. 6 Diamond powder of 10μm or more, average particle size
0.5μm ultra-fine diamond powder and periodic table number
It uses one or more raw materials of carbides, nitrides, borides, and solid solutions of metals in Groups 4a, 5a, and 6a, and diamond particles with a particle size of 10 μm or more account for 20 to 85% of the volume, and are used as a binder. The tool according to claim 5, wherein the average particle diameter of the ultrafine diamond particles and carbides, nitrides, borides of groups 4a, 5a, and 6a of the periodic table, or solid solutions or mixtures thereof is 0.5 μm or less. A method for producing a diamond sintered body for use. 7. In the manufacturing method according to claim 5 or 6, the ratio of carbides of Groups 4a, 5a, and 6a of the periodic table and iron group metals used as part of the binder-forming powder is determined by the eutectic composition. Diamond sintering for tools is characterized by using a mixed powder with a larger amount of carbide than comparable products, and sintering at a temperature higher than the eutectic formation temperature of carbide and iron group metal while suppressing the grain growth of ultrafine diamond. Method for producing solids. 8. A diamond sintered body for tools according to claim 5, 6 or 7, characterized in that the carbide used as the binder is WC or (Mo, W)C having the same crystal structure as WC. Production method.
JP56138644A 1981-09-04 1981-09-04 Diamond sintered body for tool and manufacture Granted JPS5841769A (en)

Priority Applications (7)

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DE19823232869 DE3232869A1 (en) 1981-09-04 1982-09-03 DIAMOND PRESSLING FOR A TOOL AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF
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