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JP2646214B2 - 金属およびセラミツク体の表面を硬質物質で被覆する方法 - Google Patents

金属およびセラミツク体の表面を硬質物質で被覆する方法

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JP2646214B2
JP2646214B2 JP62257487A JP25748787A JP2646214B2 JP 2646214 B2 JP2646214 B2 JP 2646214B2 JP 62257487 A JP62257487 A JP 62257487A JP 25748787 A JP25748787 A JP 25748787A JP 2646214 B2 JP2646214 B2 JP 2646214B2
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hydride
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、金属およびセラミック体の表面をダイヤモ
ンド、セラミック酸化物、窒化物、ケイ化物およびホウ
化物の形の硬質物質の粉末を真空または保護ガス下で蝋
接することにより被覆する方法に関する。
従来の技術 金属およびセラミック物質の表面上に硬質物質を設け
るのは、切削工具の製造の際に極めて重要である。たと
えば電気めっき被覆、硬質物質の基材への焼結または有
機プラスチックを用いる被覆が公知である。
西ドイツ国特許出願公告第1259681号明細書には、個
々のダイヤモンドを金属表面と、真空又は保護ガス下に
1100〜1300℃で、タンタル１〜25％および／またはニオ
ブ１〜10％を含有する金からなる２成分又は３成分はん
だを用いてろう付けすることにより結合する方法が記載
されている。この方法は比較的作業に費用がかかり、か
つ高価な金はんだを必要とする。
西ドイツ国特許出願公告第1210300号明細書には、ダ
イヤモンドをまずチタン粉末と溶剤とからなる懸濁液中
へ浸漬する方法が記載されている。易揮発性溶剤の蒸発
した後に、前被覆したダイヤモンドを銀−銅共晶からな
る溶融物中へ浸漬し、過剰のはんだ金属を除去し、次に
ろう付けする。この方法は個々のダイヤモンドのろう付
けに適している。ダイヤモンドの微細分散液で平らに被
覆するのはこの方法では不可能である。
西ドイツ国特許出願公開第2411785号明細書から、ダ
イヤモンド結晶をはんだ合金粉末および結合剤と一緒に
金属表面上へ設けかつ約1300℃に加熱して、金属表面上
へ前被覆されていないダイヤモンド結晶を金属表面上へ
ろう付けすることにより、研磨工具作業面を製造するこ
とは公知である。はんだとして、ニッケル少なくとも50
％およびクロム５％を有する合金が使用される。しか
し、高いろう付け温度はもちろんダイヤモンド粉末の黒
鉛化を惹起しかつ金属材料の廃棄をもたらしうる。さら
に、はんだのクロム成分は極めて低い露点を有する炉の
雰囲気を必要とする。
発明が解決しようとする問題点 それゆえ本発明の課題は、ダイヤモンド、セラミック
酸化物、窒化物、ケイ化物またはホウ化物の形の硬質物
質の粉末を真空または保護ガス下にろう付けすることに
より金属およびセラミック体の表面を被覆するための簡
単な工程により比較的低い温度で硬質物質の前被覆なし
に表面上に強固な付着を生じる方法を開発することであ
った。
問題点を解決するための手段 かかる課題は本発明により、はんだとして銀粉末60〜
90％、銅粉末２〜35％、スズ粉末および／またはインジ
ウム粉末２〜30％および粉末状のチタン、ジルコニウ
ム、ハフニウム、クロム、バナジウム、タンタル、ニオ
ブ、水素化チタン、水素化ジルコニウムおよび水素化ハ
フニウムから選択される少なくとも１種の粉末２〜20％
からなる粉末混合物を有機結合剤を用いて被覆すべき表
面上へ塗布し、その際、金属粉末の粒度は塗布すべき硬
質物質粉末の粒度よりも小さくなければならず、引き続
き硬質物質粉末を散布し、かつ全体を900〜1200℃の間
の温度で加熱することにより解決される。
有利には、硬質物質粉末は、乾燥状態で、前もって結
合剤で被覆された金属粉末層上へ散布される。
さらに、粉末状のチタン、ジルコニウム、ハフニウ
ム、ないしはそれらの水素化物、クロム、バナジウム、
タンタル、ニオブの粒度が銀の粒度よりも小さい場合に
有利である。
差し当たり、たとえば元素状金属粉末の混合物を適当
な有機結合剤で処理して懸濁液にする。その際、使用し
た金属粉末の粒度は、設置されるべき硬質物質の粒度よ
りも小さくなければならない。特に有利なのは、金属粉
末混合物の粒度が設置されるべき硬質物質の粉末粒度よ
りも明らかに小さい場合である。主成分の銀の粒度が他
の粉末成分よりも明らかに大きい場合には、懸濁液中で
の成分の微細な分配を達成することができ、これが被覆
に有利に作用する。懸濁液をあらかじめ脱脂した金属ま
たはセラミック基材上に塗布した後に、この前被覆物を
まず乾燥する。有機結合剤としては、たとえばエチルセ
ルロースまたはポリメチルメタクリレートのような全て
の常用の結合剤を使用することができる。
前乾燥した部品に、次の工程で純結合剤を噴霧するか
または個々の場合に結合剤中へ短時間浸漬することもで
きる。その直後、硬質物質粉末を振りかけるかまたは適
当な基材により収容させる。配量装置としては市販の配
量溝を使用することができる。もう１つの噴霧工程後に
前被覆した部品を乾燥する。
しばしば、金属またはセラミック基材に金属粉末懸濁
液で被覆する前に結合材を塗布し、その後金属粉末懸濁
液を塗布することが有利であると立証される。その後の
工程ははじめに記載したように進行する。
金属またはセラミック基材上に本来の結合層をつくる
のは、900℃〜1200℃の温度で行われる。このために
は、有利に金属粉末混合物中の活性成分と在留ガスとの
間の反応を避けるために、高純度のアルゴン雰囲気が必
要である。加熱の間、金属融液が生成し、これが硬質物
質ならびに金属またはセラミック基材をぬらす。冷却す
る際、硬質物質は生じたはんだにより強固に基材と結合
する。
個々の場合に、硬質物質とはんだとからなる厚い層を
基材の上に設けるのが有利である。本発明による方法を
用い、塗布を数回繰り返すことができる。その際、はん
だの組成および硬質物質の種類と大きさは層ごとに変え
ることができる。
この方法により被覆された金属表面またはセラミック
表面は、硬質物質の均一は分配によって優れている。
この場合、最適な付着において、埋め込まれた硬質物
質の完全なぬれを回避する程度に金属成分の量を調節す
ることができる。このことは、こうして製造された表面
をセラミック、ガラスまたは金属のような種々の材料の
加工のために使用するのに有利に作用する。
実施例 次の例は本発明による方法を詳説するものである： 例１ st37（多くとも0.17％の炭素を有する低合金鋼）から
なる円筒形金属体の套面を、あらかじめ円筒形金属体を
ポリエチレンメタクリレート１部とキシロール３部とか
らなる溶液を噴霧した後、銀70重量％、銅10重量％、イ
ンジウム10重量％およびチタン10重量％からなり＜40μ
ｍの粒度を有する粉末結合剤混合物で前被覆した。10分
の前乾燥の後、套面に新たに結合材の混合物を噴霧し、
引き続き40〜50μｍのダイヤモンド粉末を振りかけ、あ
らためて乾燥した。その後、金属体をアルゴンで洗浄さ
れた（露点−30℃）石英管中へいれ、1090℃でろう付け
する。ダイヤモンドで均一に被覆された表面が生じた。
暑さ5mmのガラス板をフライス削りする場合、電気メッ
キで被覆された工具に対して明らかに高い有効寿命にお
いてより高い切削効率を観察することができた。
例２ 直径7mmの鋼からなる球欠の端面を銀75重量％、銅12
重量％、インジウム８重量％およびチタン５重量％の、
60μｍよりも小さい粒度を有する粉末混合物で前被覆し
た。このために、球欠にまずポリメチレンメタクリレー
ト１部とキシロール３部とからなる溶液を噴霧し、その
直後に粉末混合物を装入といを用いて振りかけた。50℃
の加熱された空気中で５分の前乾燥後に、套面にあらた
に結合剤を噴霧し、引き続き60〜80μｍのダイヤモンド
粉末を振動コンベヤから散布し、あらたに乾燥した。こ
うして被覆された物体を通過炉中でAr下に1000℃でろう
付けした。被覆およびろう付けをもう１回繰り返した。
ダイヤモンドで均一に被覆された金属表面が生じた。こ
れを用いて、辺の長さ30cmの酸化アルミニウム立方体の
縁を高い切削効率で削ることができた。
例３ 直径1.5cmおよび高さ1.5cmのst37からなるシリンダ
を、ポリメチレンメタクリレートとキシロールおよび銀
粉末70重量％、銅粉末15重量％、インジウム粉末10重量
％およびチタン粉末５重量％からなる等重量部懸濁液中
へ浸漬し、10分間乾燥した。粒は粒度≦0.1mmを有して
いた。その後、前被覆されたシリンダに結合剤混合物を
噴霧し、粒度≦0.2mmの窒化ケイ素を散布した。ろう付
けは、アルゴン下に1050℃で実施した。セラミック粒子
と基体材料との強固な結合が生じた。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヴオルフガング・ベーム ドイツ連邦共和国アルツエナウ‐アルプ シユタツト・クロンベルクヴエーク ２ (72)発明者 ヴオルフガング・ヴアイゼ ドイツ連邦共和国フランクフルト．・ア ム・マイン１・メリアンシユトラーセ 40 (72)発明者 ウルリヒ・ミユルレ ドイツ連邦共和国ハナウ９・フユルステ ンベルクシユトラーセ ２

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ダイヤモンド、セラミック酸化物、窒化
    物、ケイ化物およびホウ化物の形の硬質物質粉末を真空
    または保護ガス下でろう付けすることにより、金属およ
    びセラミック体の表面を被覆する方法において、はんだ
    として銀粉末60〜90％、銅粉末２〜35％、スズ粉末およ
    び／またはインジウム粉末２〜30％および粉末状のチタ
    ン、ジルコニウム、ハフニウム、クロム、バナジウム、
    タンタル、ニオブ、水素化チタン、水素化ジルコニウム
    および水素化ハフニウムから選択される少なくとも１種
    類の粉末２〜20％からなる粉末混合物を有機結合剤を用
    いて被覆すべき表面に塗布し、その際金属粉末の粒度は
    分布される硬質物質粉末の粒度よりも小さくなければな
    らず、引続き硬質物質粉末を散布し、かつ全体を900〜1
    200℃の間の温度で加熱することを特徴とする、金属お
    よびセラミック体の表面を硬質物質で被覆する方法。
  2. 【請求項２】硬質物質粉末を、乾燥状態で、あらかじめ
    結合剤で被覆した金属粉末層上に散布する特許請求の範
    囲第１項記載の方法。
  3. 【請求項３】粉末状のチタン、ジルコニウム、ハフニウ
    ムないしはそれらの水素化物、クロム、バナジウム、タ
    ンタル、ニオブの粒度が銀粉末の粒度よりも小さい特許
    請求の範囲第１項または第２項記載の方法。
JP62257487A 1986-10-17 1987-10-14 金属およびセラミツク体の表面を硬質物質で被覆する方法 Expired - Lifetime JP2646214B2 (ja)

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