JPS61506A - 複合焼結材料棒状体の製造方法 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は硬質な頭部を有する複合材料棒状体、好ましく
は小径の円柱体の製造方法に関する。

更に詳細には本発明は、ダイヤモンド焼結体或いは高圧
相窒化硼素焼結体の如き硬質な頭部と、該頭部と一体に
構成され、例えば超硬合金からによる支持部とを具備す
る小断面の複合材料棒状体の（製造方法に関する。

このような本発明の製造方法によって得られる複合材料
棒状体は、高性能な小径ドリルの素材或いはドツトプリ
ンタのヘッド部として用いることができる。

従来技術 超硬合金よりなるドリルが金属、非金属材料の穴あけ用
に多用されている。特に近年急激に需要が伸びているプ
リント基板の穴あけには直径１ｍｍ前後の超硬合金製ド
リルが使われている。

プリント基板には各種の材料が使われているが、主とし
て用いられているのはガラス繊維にエポキシ樹脂を含浸
させた強化樹脂で、一般にガラエポ基板と称されている
。

このようなプリント基板の穴あけは剛性の高いドリルで
通常回転数５〜６万ｒｐｍの条件で行われているが、基
板に含まれるガラス繊維は超硬工具を非常に早く摩耗さ
せて、一般的に３０００〜５０００ヒツト（ヒツトとは
穴あけ回数のこと）で超硬ドリルは寿命となる。こうし
たドリル盤には自動工具交換装置がついており、寿命と
なったドリルは自動的に交換されるが、生産効率向上の
ためにはこの自動工具交換のための時間も問題であり、
ドリル寿命をのばして工具交換呼撤゛すなわち交換時間
を減少させるという要求が強い。

プリント基板の特性からみると、更に耐熱性等を向上さ
せて高機能化を計りたいという要求も強く、このような
基板材料は実際に製造可能であるが、一般にこのような
高機能材料は難削で、従来の超硬合金ドリルでは非常に
短寿命となってしまい、このためこの基板材料の実用化
が出来ないのが実情である。

更に、通常のガラエポ基板に対しても更に高能率の穴あ
けを行うため穴あけドリルの回転数の上昇が望まれてい
るが、これも従来の超硬合金製ドリルでは切削速度の上
昇と共に急激に寿命が低下してしまうためこの面から高
能率化を達成できない。

一方、近年使用量が急激に増加しつつある焼結ダイヤモ
ンド工具は超硬工具に対して飛躍的に硬度が高く、耐摩
耗性が優れており、上記強化樹脂などの切削に於いては
非常な高性能を発揮する。

ところが第１図に示すように、この焼結ダイヤモンド工
具は焼結ダイヤモンド層１１が超硬合金の支持部１２に
貼り合わされた複合焼結体１３からによる。

この複合焼結体１３を使用してドリルを作製する場合に
は第２図に示すようにシャンク１５の先端部に複合焼結
体１３を何らかの方法により固着させて作らざるを得な
い。

ところがこのドリル先端部の径は１ｍｍ程度であり、こ
のような小径のものではシャンク１５と余程強力な接合
強度をもたせないと接合後の刃先研削加工で接合部１６
からはずれてしまい、良好なドリルが製造できない。特
に焼結ダイヤモンドは雛研削であり、研削抵抗が高く、
通常の銀ロウ付は程度の強度では強度不足である。接合
強度の高い接合方法として例えば電子ビーム溶接が考え
られるが、電子ビーム溶接を実施するとなると、ドリル
の製造工程が複雑且つ原価が高くなり、高性能ドリルの
需要の近年の急激な増加に対応できなかった。

シャンク１５との接合を強固にし且つドリル自体の切削
性を高めるには、ドリルの先端部全体が超硬合金で、そ
の頭部にダイヤモンドの如き硬質の焼結体を有するよう
に構成すると理想的である。

そのためには、硬質な頭部を有し、超硬合金からによる
細長の複合材料棒状体が必要である。しかしながら、従
来技術では、このような小断面で且つ軸長の大きい複合
焼結体を製造することができなかった。

すなわち、断面積に対し軸方向長さの大きい製品を製造
する場合、粉末材料を軸方向に加圧してホットプレスを
行っても、粉末材料層による圧力損失が大きく、軸方向
中央部分に必要な圧力がかからず、強固な焼結体が得ら
れないからである。

これをさらに軸方向に加圧して高圧力のホットプレスを
行うと、ホットプレスのコンテナ内の圧力分布が極めて
変則的となるので座屈したり、曲がりなどの変形を起こ
し易く十分な寸法精度を持っＡ　　　　　　　　　焼結
体が得られない。

そのため、細長の焼結材料のホットプレスでは焼結材料
の軸方向が加圧方向と直角となるよう焼結材料を寝かせ
て配置していた。このような方式で、細長の複合材料を
ホットプレスをしても、異った材料層間の境界面に垂直
な方向での圧力は小さく、材料層間の十分な強度の接合
が得られなかった。

発明の目的 本発明は、上記従来技術の問題を解決することを目的と
し、更に詳細には、硬質焼結体の頭部を有し、該頭部と
支持部とが焼結処理により一体に接合されている小断面
且つ細長の複合材料棒状体、好ましくは小径の円柱体の
製造方法を提供し、これより耐摩耗性および剛性の優れ
たドリルを容易且つ安価に製造可能とすることを目的と
する。

更に本発明の目的は、ガラエポ基板の如き難削性の基板
の穴あけを容易且つ高性能で実現する、長寿命のドリル
を低価格で提供することにある。

更に、本発明の目的は、ドツトプリンタのヘッドの如き
硬質の先端部を必要とする細長の部材を容易に製造し得
る中間製品としての小断面の複合材料棒状体の製造方法
を提供することにある。

発明の構成 本発明者らは、断面積の大きな複合材料ブロックのホッ
トプレスを行って複合焼結体ブロックを製造し、これを
放電ワイヤカッティングで小径の円柱体に切断すること
により小径で細長の、硬質な頭部を有する複合焼結材料
棒状体を与えることに成功したものである。

すなわち、本発明に従い、ダイヤモンド粉末または高圧
相窒化硼素粉末を５０％以上含有する硬質焼結体用の第
１の材料層と、該第１の材料層の焼結過程で該第１の材
料の硬質焼結体と接合する第２の材料層とを同一のホッ
トプレスコンテナ内に加圧方向に重ねて装入し、 高温高圧下でホットプレスして該第１の材料層を焼結す
るとともに、得られた硬質焼結体を該第２の材料層側と
接合せしめて、所定厚さの硬質焼結体の層を有する複合
材料ブロックを形成し、該複合゛材料ブロックを放電ワ
イヤカッティング方法により材料層厚方向に切断して、
該複合材料ブロックの材料層厚方向厚さに対して１１５
以下で且つ３ｍｍ以下の相当直径の断面を有し、頭部に
硬質焼結体を備える細長の複合材料棒状体を２本以上切
り取ることを特徴とする細長の複合材料棒状体の製造方
法が提供される。

複合材料をホットプレスして焼結するに際し、本発明に
従うと、複合材料ブロックの軸方向長さは相当直径ＤＢ
の３倍、好ましくは２倍以下の必要がある。３倍を越え
る軸方向長さの複合材料ブロックのホットプレスを行う
と複合材料ブロック内の圧力分布が変則的となり、曲が
りなどを生ずる。本明細書中で、相当直径とは断面積の
等しい円の直径に換算した値を意味する。

ダイヤモンド粉末または高圧相窒化硼素粉末の平均粒度
は好ましくは３０μｍ以下であり、この範囲の粒度のダ
イヤモンドまたは高圧相窒化硼素焼結体で耐摩耗性およ
び剛性に優れた複合焼結材料が得られる。

ただし、ダイヤモンド粉末を使用して切削工具のチップ
を作製するときは、平均粒度が１０μｍを越えるダイヤ
モンド粉末を原料として使用すると、この複合焼結材料
円柱体を加工して冑だ切削工具の切刃が鋭利に成形でき
ず、このため高性能とならないので、硬質焼結部は１０
μｍ以下のダイヤモンドまたは高圧相窒化硼素からによ
るのが好ましい。

本発明の好ましい特徴に従うと、該硬質焼結部の軸方向
長さは０．３〜２ｍｍである。

第１の材料層がダイヤモンド粉末を主成分とするときは
、ダイヤモンド粉末単独、或いは７０％以上のダイヤモ
ンドを含み、残部がＦｅ、　ＣｏまたはＮ１を主成分と
する結合材粉末を添加した混合粉末がある。ダイヤモン
ド粉末の第１の材料層の好ましい例としては、７０％以
上のダイヤモンド粉末とＷＣ−５〜１５％Ｃｏ粉末との
混合粉末である。

尚、第１の材料層の材料としてダイヤモンド単独の粉末
を使用する場合は、第１の材料層の焼結１　　　　　　
　　時に第２の材料層の中の結合材成分が第１の材料層
粉末中に溶浸することによって第１の材料層の焼結が達
成される。

第１の材料層が高圧相窒化硼素系の場合は、高圧相窒化
硼素粉末単独、或いは５０％以上の高圧相窒化硼素に４
ａ、　５ａ、　６ａ族元素の炭化物、窒化物、炭窒化物
及びアルミニウムおよび／またはシリコンを結合材とし
て添加して焼結したものがある。

ここで、高圧相窒化硼素とは、立方。晶型窒化硼素およ
びウルツ鉱型窒化硼素を意味する。

支持部を形成する第２の材料層は、いわゆる超硬合金す
なわち、周期律表第４ａ、５ａ、　６ａ族元素の炭化物
、窒化物、炭窒化物、硼化物、珪化物又はこれらの相互
固溶体炭化物をＲｅ５ＣｏまたはＮ１の鉄族金属で結合
した焼結合金またはサーメットあるいはそれらの粉末原
料である。サーメットの１例としては、（Ｍｏ、　ｗ）
　Ｃの炭化物をＮ１またはＣｏの鉄族金属で結合したも
のがある。

更に別の第２の材料層としては、Ｗを８０〜９８重量％
含み、残余がＮｉ−ＦｅまたはＮ１−Ｆｅ−Ｃｏからに
よるいわゆるヘビー・メタルといわれる焼結合金、ある
いはその粉末原料がある。

第２の材料層は、既に焼結済みの固形超硬合金であって
もよく、或いは超硬合金材料の粉末であってもよい。し
かしながら、ホットプレスの際の取扱い上の便宜、さら
には高圧力の適用の容易性を考慮すると、焼結済みの超
硬合金ブロックを使用するのが好ましい。

本発明の複合材料棒状体の製造方法の重要な特徴の１つ
は、硬質焼結部と支持部との接合を硬質焼結部の焼結過
程で行うことにある。従って、第２の材料層の成分は、
第１の材料層の焼結過程で第１の材料層と接合し得る材
質であることが必要である。

しかしながら、上記した硬質焼結部と支持部との成分の
範囲ではこのような組み合わせは無限にあり、ダイヤモ
ンドまたは高圧相窒化硼素の高圧力および高温度下のホ
ットプレスによる焼結過程で、上記したように支持部材
中の鉄系金属の結合材が溶浸して硬質焼結部と支持部と
の接合は容易に生ずる。従って、このような硬質焼結部
と支持部の成分の選択は当業者が上記した範囲内で必要
に応じて可能であることは云うまでもない。更に高圧相
窒化硼素粉末は上記したように単独でも焼結可能であり
、支持部との接続はその焼結過程で達成される。

更に、本発明の１つの態様に従うと、上記第１の材料層
と第２の材料層との間に厚さ０．５ｍｍ以下の中間接合
層を配置してホットプレスを行う。

中間接合層としては、７０％未満の高圧相窒化硼素と残
部が周期律表第４ａ族のＴｉ、　Ｚｒ、　Ｈｆの炭化物
、窒化物、炭窒化物あるいはホウ化物の１種もしくはこ
れらの混合物または相互固溶体化合物を主体としたもの
と、これにＡＩおよび／またはＳｉを０．１重量％以上
含有するものが好ましＧイ。

更に、本発明の１つの態様に従うと、上記第２の材料層
、すなわち支持部が軸方向に２以上の材料層から構成さ
れる。このような１例として、第２の材料層の支持側の
層がＷＣ−Ｃｏであり、硬質な頭部側の層が（Ｍｏ、　
ｗ）　Ｃの炭化物をＮｉまたはＣｏの鉄族金属で結合し
たサーメットからによるものがある。

更に、第１の材料層を第２の材料層の上下に配置し、ホ
ットプレスを行い、得られる複合材料ブロックを同軸方
向の小断面の棒状体に切出して上下の両端に硬質な頭部
を有する棒状体を製造することも出来る。

次に本発明の製造方法により得られる複合焼結材料棒状
体の形状を説明する。

添付の第３図（ａ）および（ｂ）は本発明の製造方法に
よって得られる複合材料棒状体の例の斜視図である。

第３図（ａ）に示す複合焼結材料棒状体は全体として円
柱形をなし、硬質焼結部２１が支持部２２と直接に接合
されている。

他方、第３図（ｂ）に示す複合焼結材料棒状体では、硬
質焼結部２１と支持部２２とが中間接合層２４を介して
接合されている。

しかしながら、本発明の製造方法によって得られる複合
材料棒状体は円柱形に限定されず、角柱形であってもよ
いことは勿論である。

（本発明の方法で得られる複合焼結材料棒状体は３ｍｍ
以下の相当直径の断面である。３ｍｍを越える相当直径
の断面の複合材料棒状体はプリント基板の穴あけドリル
用素材としては不適格であり、また研削して使用するに
しても研削代が大きくなり不経済である。

また、硬質焼結部２１の軸方向の長さは０．３〜２ＩＩ
Ｉｉｌの範囲である。０．３ｍｍ未満では、ドリル先端
部として使用した場合には切削性の向上を期待できず、
２＋＋＋ｍを越える長さでは高価なダイヤモンド粉末等
を多量に使用することになり不経済である。

また３ｍｍを越える直径の棒状体は本発明の方法以外の
従来方法でも製造可能である。

更に、支持部２２の長さは硬質焼結部２１の長さの５倍
以上であることが必要である。ドリルを作製する場合に
、ドリルの切羽長さを確保し、末端をシャンクに埋込む
必要があるので、上記の通り、５倍以上の長さの支持部
が必要となる。

次に、この本発明の製造方法により得られた複合材料棒
状体をドリルに適用した例を第４図に示す。

第４図（ａ）に示す如く、ドリルのシャンク２５の先端
に、複合材料棒状体く図示の例では円柱体）とはヌ′同
−径の孔２６を穿設する。この孔２６に複合材料棒状体
２３の支持部側端部を押し込み、固定する。

このとき、孔２６は内にロウ材を滴下しておき、ロウ付
けしてもよい。

この第４図（ａ）に示す如く、シャンクに固定された複
合材料棒状体２３を刃付は加工し、第４図（ｂ）に示す
如きドリルを得た。

第３図および第４図に示す複合材料棒状体の切り出し方
法を説明すると、上述の如くホットプレスして得られた
複合焼結体ブロック３３は、第５図（ａ）に示す如く、
厚さ１ｍｍのダイヤモンド焼結体層３１と、これに接合
した超硬合金層３２とからなり、中間接合層を含む場合
では第５図（ｂ）示す如くダイヤモンド焼結体層３１と
超硬合金層３２と中間接合層を介して接合されている。

図示の例では円柱状の複合焼結体ブロックを示している
が、複合焼結体ブロックは円柱体でも角柱体でもよいこ
とは勿論である。

これらの複合焼結体ブロックを第６図に示す如く、複合
焼結体ブロックと同軸方向の相当直径３ｍｍ以下の断面
の棒状体に放電ワイヤカッティング法により切断して第
３図（ａ）および（ｂ　）に示す如き硬質の頭部を有す
る複合材料棒状体に切断する。

この放電ワイヤカッティング法では、ワイヤと複合焼結
体ブロックとの間に高電圧をかけ、ワイヤを緊張した状
態で走行させてブロックを切断するものであり、その詳
細は米国特許第４．１０３．１３７号を参照されたい。

以下、実施例により本発明の製造方法を説明する。ただ
し、これらの実施例は本発明の単なる例示であって、本
発明の範囲を何隻制限するものではない。

尚、本明細書中では％の表示は、特別に示さない限り容
量パーセントで示ス。

実施例１ 外径１８ｍｍ、内径１４ｍｍ　、高さ１５ｍｍのＷＣｌ
２％Ｃ。

超硬合金製リング、外径１４ｍｍ、高さ１２ｍｍのＷＣ
−１２％Ｃｏ超硬合金製円柱ブロック、外径１４ｍｍ　
、厚さ０．５ｍｍのＷＣ−１２％Ｃｏ超硬合金製円板と
粒径０．５μｍのダイヤモンド粉末８５％と残余が粒径
０．５μｍ以下のＷＣ−１５％Ｃｏ超硬合金粉末よりな
る混合粉末を用意した。

超合金リングの内径に超合金円柱ブロックを挿入し、超
硬合金リング内面と超硬合金円柱ブロックの上面とで形
成される直径１４ｍｍ、深さ３ｍｍの凹所に前記混合ダ
イヤモンド粉末を充填後加圧して、混合粉末の高さを１
．５μｍとし、超硬合金円板で蓋をした後、超高圧焼結
装置中に配置し、圧力５５ｋｂ、温度１３７０℃の条件
で１５分間焼結を行った。冷却後、減圧して取り出した
封入容器の上部超硬合金円板を研削により除去すると高
さ１２ｍｍの超硬合金支持部の上面に厚さ１ｍｍの焼結
ダイヤモンド層が接合して形成され周囲に超硬合金製リ
ングがやはり支持部及び焼結ダイヤモンド層に結合した
複合体ブロックが得られた。

この複合体ブロックを第６図に示すように、放４　　　
　　　　　電ワイヤカット加工機に装着し、放電ワイヤ
カッティングして、複合体ブロックの軸方向より直径１
ｍｍ、長さ１３ｍｍの丸棒で支持体部はＷＣ−１２％Ｃ
。

超硬合金よりなり、その一端に長さ１ｍｍの焼結ダイヤ
モンド層が固着形成された棒状体を得た。

実施例２ それぞれＷＣ−１２％Ｃｏ超硬合金よりなる■外径１８
ｍｍ、内径１４ｍｍ　、高さ２０ｍｍのリング、■外径
１４ｍｍ　。

高さ１８＋ｎ＋ｎの円柱ブロック、■外径１４ｍｍ、厚
さ０．５ｍｍの円板と、粒径３μｍのダイヤモンド粉末
９０％と残余がＣｏ粉末よりなる混合粉末、粒径３μｍ
の高圧相窒化硼素（以下、立方晶型窒化硼素をＣＢＮと
略記する）粉末６０％と残余が（ＴｉＮ−１０重量％八
へ）の組成の粉末よりなる混合粉末を用意した。

超硬合金製円柱ブロックの上面に前記ＣＢＮ混合粉末を
溶媒に溶かしたものを厚さ５０μｍに塗付した後、溶媒
を加熱除去し、この処理を行った超硬合金円柱ブロック
を超硬リング内径に挿入した。

次に、超硬合金リング内面とＣＢＮ混合粉末を塗付した
超硬合金円柱ブロックの上面とで形成される凹所に前記
ダイヤモンド混合粉末を充填した後、加圧成型して厚さ
１９．８ｍｍのダイヤモンド混合粉末層を形成した後、
超硬合金円板で蓋をした。

次にこの容器を超高圧焼結装置中に配置し、圧力５５ｋ
ｂ、温度１４００℃で１０分間焼結を行った後、冷却、
減圧して容器を取り出した。容器の上部超硬合金円板を
研削除去すると高さ１８ｍｍの超硬合金支持体の上面に
厚さ１．２ｍｍの焼結ダイヤモンド層が厚さ２５μｍの
焼結ＣＢＮ層を介して接合され、周囲に超硬合金リング
が支持体及び焼結ダイヤモンド層に結合した複合体ブロ
ックが得られた。

この複合体ブロックを放電ワイヤカット、加工機に装着
し、放電ワイヤカッティングにより複合体の軸方向より
直径２ｍｍ、長さ１９．２ｍｍの丸棒で支持体部はＷＣ
−４２％Ｃｏ超硬合金よりなり、その一端に長さ１．２
ｍｍの焼結ダイヤモンド層が厚さ２５μｍの焼結ＣＢＮ
界面層を介して接合形成された棒状体を得た。

実施例３ （Ｍｏ７、Ｗ３）　Ｃ−１１％Ｃｏ超硬合金よりなり、
上面に直径２０ｍｍ、深さ３ｍｍの円形凹所を有する外
径２４ｍｍ、高さ２５ｍｍの円柱ブ０７り、外径２０ｍ
ｍ、厚さ０．５ｍｍのＷＣｌ２％Ｃｏ超硬合金製円板と
粒径０．５μｍのダイヤモンド粉末８０％と残余が粒径
０．５μｍ以下のＷＣ−１５％Ｃｏ超硬合金粉末よりな
るダイヤモンド混合粉末を用意した。

このダイヤモンド混合粉末を前記超硬合金円柱ブロック
の上面凹所に充填後加圧して高さ２．３ｍｍのダイヤモ
ンド混合粉末層を形成した。次にこの上に超硬合金円板
で蓋をした後、超高圧焼結装置内に配置し、圧力５５ｋ
ｂ、温度１４００℃で１５分間焼結した。

焼結後、封入容器を取り出し、上面の超硬合金蓋を研削
除去すると上面円形凹所に厚さ１．５ｍｍの焼結ダイヤ
モンド層を有し、これが周囲の（Ｍｏ、、Ｗ３）（，１
１％Ｃｏ合金容器に強固に接合した複合体ブロックが得
られた。

この複合体ブロックを放電ワイヤカット加工機に装着し
、放電ワイヤカッティングにより複合体ブロックの軸方
向より直径２１′ｎｍ、長さ２３．５ｍｍの丸棒で支持
体部は（Ｍｏ２、Ｗ３）Ｃ−１１％Ｃｏ超硬合金よりな
り、その一端に長さ１．５ｍｍの焼結ダイヤモンド層が
固着形成された棒状体が得られた。

実施例４ 外径１８ｍｍ’、内径１４ｍｍ　、高さ１５ｍｍのＷＣ
−１２％Ｃｏ超硬合金リング、外径１４ｍｍ　、高さ１
２ｍｍの９６重量％Ｗ−３重量％Ｎｉ−１重量％Ｃｕ合
金よりなる円柱ブロック、外径１４ｍｍ、厚さ０．５ｍ
ｍのＷＣ−１２％Ｃｏ超硬合金円板と粒径３μｍのＣＢ
Ｎ８５％と残余がＴｌＮ０．ｌ１２粉末と＾１粉末を重
量比で８０：２０として混合した後、１０００℃で３０
分真空炉内で加瓶処理を行った後、０．３μｍに粉砕し
た粉末とよりなるＣＢＮ混合粉末を用意した。

超硬合金リングの内径にＷ合金円柱ブロックを挿入して
、超硬合金リング内面とＷ合金円柱ブロック上面とで形
成される直径１４ｍｍ　、深さ３ｍｍの凹所に前記ＣＢ
Ｎ混合粉末を充填し、加圧して高さ呵 １．７ｍｍのＣＢＮ混合粉末層を形成した。次いで、超
硬合金円板をかぶせて蓋をし、超硬合金容器全体を超高
圧焼結装置中に配置し、しかる後圧力５０ｋｂ、温度１
２５０℃で２０分間焼結を行った。

焼結後、超硬合金容器を取り出し、上面のＷＣ−１２％
Ｃｏ超硬合金蓋を研削除去すると高さ１２ｍｍのＷ合金
支持部の上面に厚さ１ｍｍの焼結ＣＢＮ層が接合して形
成され周囲に超硬合金製リングが支持体および焼結ＣＢ
Ｎ層に接合した複合体ブロックが得られた。

この複合体ブロックを放電ワイヤカット加工機に装着し
、放電ワイヤカッティングにより複合体ブロックの軸方
向より直径１闘、長さ１３ｍｍの丸棒で支持部は９６重
量％Ｗ−３重量％Ｎ１−１重量％Ｃｕ合金よりなり、そ
の一端に長さ１ｍｍの焼結ＣＢＮが固着形成された棒状
体が得られた。

実施例５ 外径４０ｍｍ、内径３６ｍｍ、高さ４０ｍｍのＷＣ−１
２％Ｃｏ超硬合金リング、外径３６ｍｍ、高さ３４ｍｍ
のＷＣ−１２％Ｃｏ超硬合金円柱ブロック、外径３６ｍ
ｍ、厚さ０．５ｍｍのＷＣ−１２％Ｃｏ超硬合金円板と
粒径３μｍのＣＢＮ粉末粉末６槙 組成の粉末よりなるＣＢＮ混合粉末を用意した。

まずＣＢＮ混合粉末を直径３６ｍｍ、厚さ２．　５ｍｍ
の円板に加圧成型し１、前記超硬合金リングの内径に下
部より超硬合金円板、ＣＢＮ成型体、超硬合金円柱ブロ
ック、ＣＢＮ成型体、超硬合金円板の順に積層配置し、
セットした容器全体を超高圧焼結装置中に配置して圧力
４０ｋｔ］，温度１２００℃で２０分間焼結した。

焼結後取り出し、上下の超硬合金蓋を研削除去すると高
さ３４ｍｍの超硬合金円柱ブロックの上下面に直径３６
ｍｍ，厚さ１．５ｍｍの焼結ＣＢＮ層が固着形成され、
更に周囲が超硬合金リングでおおわれた複合体ブロック
が得られた。

次に、この複合体ブロックを放電ワイヤカット加工機に
装着し、放電ワイヤカッティングにより複合ブロック軸
方向より、直径２．　５ｍｍ，長さ３７ｍｍの丸棒でそ
の両端に長さ１．５ｍｍの焼結ＣＢＮ層が固着形成され
ものが得られた。

この丸棒を更に長さ方向中央部で切断２分することによ
り直径２．５ｍｍ，長さ１８ｍｍの丸棒で支持部はＷＣ
−１２％Ｃｏ超硬合金よりなり一端に長さ１．５ｍｍの
焼結ＣＢＮ層が固着形成された棒状体が得られた。

【図面の簡単な説明】

筆」図は従来技術の複合ダイヤモンド焼結体の構造を示
す。 第２図は従来技術の複合焼結体を刃先に固着したドリル
を示す。 第３図（ａ）及び（５）はそれぞれ本発明の方法によっ
て製造される複合焼結材料棒状体の例を示す。 第４図（ａ）は本発明の方法によって得られた複合材料
棒状体を使用してドリルを作る方法を図示し、第４図ら
）はそのドリルを示す。 第５図（ａ）は本発明の方法に従い得られた複合材料ブ
ロックの１例を示し、第５図（ｂ）は中間接合部を有す
る複合材料ブロックの例を示す。 第６図は、本発明に従い複合材料ブロックから棒状体を
切り出す位置を示す。 （主な参照番号） １１・・・従来のダイヤモンド工具の焼結ダイヤモンド
層、１２・・・超硬合金製の支持部、１３・・・従来の
複合焼結ダイヤモンドのチップ、１５・・・シャンク、 ２１・・・本発明方法による複合焼結材料棒状体の硬質
焼結部、２２・・・支持部、２３・・・本発明の複合焼
結材料棒状体、２４・・・中間接合部、３１・・・複合
材料ブロックの硬質焼結部、３２・・・支持部、３３・
・・複合材料ブロック、３４・・・中間接合部、 特許出願人　住友電気工業株式会社 代　理　人　弁理士　新居　正彦 第３図 第４図 （α） ・　　　（ｂ） ５梗「二］ 第５図 （αン　　　　　　　　　　　　　　　（ｂ）第６図 手続補正書（自発） 昭和６０年７月４日 １、事件の表示　　昭和５９年特許願第１２０２１９号
２、発明の名称 複合焼結材料棒状体の製造方法 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住　所　大阪市東区北浜５丁目１５番地名　称　（２１
３）住友電気工業株式会社４、代理人 住　所　■１０１東京都千代田区東神田１−１０−７６
、補正命令の日付　（自発） ７、補正の対象　（１）明細書の特許請求の範囲の欄（
２）明細書の発明の詳細な説明の欄 ８、補正の内容 （１）、特許請求の範囲を別紙の通り補正する。 （２）、明細書第１０頁第４行乃至第６行に記載の“１
１５以下で・・・・・を備える”を「１／６以下で且つ
３ｍｍ以下の相当直径の断面を有する硬質焼結体を頭部
に備える」と訂正する。 特許請求の範囲 （１）　　ダイヤモンド粉末または高圧相窒化硼素粉末
を５０％以上含有する硬質焼結体用の第１の材料層と、
該第１の材料層の焼結過程で該第１の材料の硬質焼結体
と接合する第２の材料層とを同一のホットプレスコンテ
ナ内に加圧方向に重ねて装入し、高温高圧下でホットプ
レスして該第１の材料層を焼結するとともに、得られた
硬質焼結体を該第２の材料層側と接合せしめて、所定厚
さの硬質焼結体の層を有する複合材料ブロックを形成し
、該複合材料ブロックを放電ワイヤカッティング方法に
より材料層厚方向に切断して、該複合材料ブロックの材
料層厚方向厚さに対して１／６以下で且つ３ｍｍ以下の
相当直径の断面を有卦硬質焼結体を頭部に備える細長の
複合材料円柱体を２本以上切り取ることを特徴とする細
長の複合材料棒状体の製造方法。 （２）上記硬質焼結部のダイヤモンド粉末または高圧相
窒化硼素粉末は平均粒度３０μｍ以下であることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の細長の複合材料棒状
体の製造方法。 （３）上記硬質焼結部のダイヤモンド粉末または高圧相
窒化硼素粉末は平均粒度１０μｍ以下であることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の細長の複合材料棒状
体の製造方法。 （４）上記第２の材料層は、周期律表第４ａ、　５ａ、
　６．ａ族元素の炭化物又はこれらの相互固溶体炭化物
を鉄族金属で結合した超硬合金であることを特徴とする
特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに記載の細
長の複合材料棒状体の製造方法。 （５）上記第２の材料層は、Ｗを８０〜９８重量％含み
、残余がＮｉ−ＦｅまたはＮｉ−Ｐｅ−Ｃｕからによる
合金であることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至
第３項のいずれかに記載の細長の複合材料棒状体の製造
方法。 （６）上記第１の材料層と第２の材料層との問答ご厚さ
が領５ｍｍ以下の中間接合層を配置してホ・７）プレス
を行うことを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第５
項のいずれかに記載の細長の複合材料棒状体の製造方法
。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）ダイヤモンド粉末または高圧相窒化硼素粉末を５
   ０％以上含有する硬質焼結体用の第１の材料層と、該第
   １の材料層の焼結過程で該第１の材料の硬質焼結体と接
   合する第２の材料層とを同一のホットプレスコンテナ内
   に加圧方向に重ねて装入し、高温高圧下でホットプレス
   して該第１の材料層を焼結するとともに、得られた硬質
   焼結体を該第２の材料層側と接合せしめて、所定厚さの
   硬質焼結体の層を有する複合材料ブロックを形成し、該
   複合材料ブロックを放電ワイヤカッティング方法により
   材料層厚方向に切断して、該複合材料ブロックの材料層
   厚方向厚さに対して１／５以下で且つ３ｍｍ以下の相当
   直径の断面を有し、頭部に硬質焼結体を備える細長の複
   合材料棒状体を２本以上切り取ることを特徴とする細長
   の複合材料棒状体の製造方法。
2. （２）上記硬質焼結部のダイヤモンド粉末または高圧相
   窒化硼素粉末は平均粒度３０μｍ以下であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の細長の複合材料棒状
   体の製造方法。
3. （３）上記硬質焼結部のダイヤモンド粉末または高圧相
   窒化硼素粉末は平均粒度１０μｍ以下であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の細長の複合材料棒状
   体の製造方法。
4. （４）上記第２の材料層は、周期律表第４ａ、５ａ、６
   ａ族元素の炭化物又はこれらの相互固溶体炭化物を鉄族
   金属で結合した超硬合金であることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに記載の細長の複
   合材料棒状体の製造方法。
5. （５）上記第２の材料層は、Ｗを８０〜９８重量％含み
   、残余がＮｉ−ＦｅまたはＮｉ−Ｆｅ−Ｃｕからによる
   合金であることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至
   第３項のいずれかに記載の細長の複合材料棒状体の製造
   方法。
6. （６）上記第１の材料層と第２の材料層との間に厚さが
   ０．５ｍｍ以下の中間接合層を配置してホットプレスを
   行うことを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第５項
   のいずれかに記載の細長の複合材料棒状体の製造方法。