(57)【要約】  研磨剤コンパクトは、多モード粒径分布を有する超硬度研磨剤粒子、及び結合剤相から構成された超硬度多結晶質複合材料を含んでいる。超硬度多結晶質複合材料は、複数の間隙を明示し、結合剤相がこの間隙に分布されて平方ミクロン当たりの最適しきい値を超える結合剤プールを形成する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多モード粒径分布、及び約１２μｍ未満かつ約２μｍ超の全体的平均粒径を有する超硬度研磨剤粒子、並びに結合剤相から構成された超硬度多結晶質複合材料を含む研磨剤コンパクトであって、該超硬度多結晶質複合材料が複数の間隙を規定し、結合剤相がこの間隙に分布されて結合剤プールを形成する研磨剤コンパクトであって、平方ミクロン当たり０．４５個超の結合剤プールが存在する、上記研磨剤コンパクト。
【請求項２】
結合剤プールの数が、平方ミクロン当たり０．５０個超である、請求項１に記載の研磨剤コンパクト。
【請求項３】
結合剤プールの数が、平方ミクロン当たり０．５５個超である、請求項１に記載の研磨剤コンパクト。
【請求項４】
超硬度研磨剤粒子がダイヤモンドである、請求項１から３のいずれか一項に記載の研磨剤コンパクト。
【請求項５】
超硬度研磨剤粒子がダイヤモンドであり、かつ超硬度多結晶質ダイヤモンド材料が０．５ｍｍを超える層厚みを有する多結晶質ダイヤモンド層の形状である、請求項１から４のいずれか一項に記載の研磨剤コンパクト。
【請求項６】
多結晶質ダイヤモンド層の厚みが１．０ｍｍを超える、請求項５に記載の研磨剤コンパクト。
【請求項７】
多結晶質ダイヤモンド層の厚みが１．５ｍｍを超える、請求項５に記載の研磨剤コンパクト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研磨剤コンパクト（ａｂｒａｓｉｖｅ  ｃｏｍｐａｃｔｓ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
研磨剤コンパクトは、切削、フライス削り、研磨、穴あけ及びその他の研磨操作で広く用いられている。研磨剤コンパクトは、緊密に結合し多結晶質の集塊体となった超硬度粒子、通常はダイヤモンド又は立方晶窒化ホウ素の集合体からなっている。研磨剤コンパクトの研磨剤粒子含有量は高く、粒子間直接結合又は接触を大量に含有するのが一般的である。研磨剤コンパクトは、研磨剤粒子が、ダイヤモンドであれ又は立方晶窒化ホウ素であれ、結晶学的に又は熱力学的に安定な、高められた温度及び圧力条件下で焼結されるのが一般的である。
【０００３】
ある種の研磨剤コンパクトは、触媒／溶媒又は結合剤物質を含有する第二の相を追加して含むことができる。多結晶質のダイヤモンドコンパクトの場合には、第二の相が、コバルト、ニッケル、鉄、又は１種以上のそれらの金属を含有する合金などの金属であるのが一般的である。ＰＣＢＮコンパクトの場合には、この結合剤物質が、種々のセラミック化合物を含むのが一般的である。
【０００４】
研磨剤コンパクトは、脆い傾向があり、使用に当たっては焼結炭化物基板又は支持体に結合することにより支持されることが多い。このように支持された研磨剤コンパクトは、複合研磨剤コンパクトとして業界で知られている。複合研磨剤コンパクトは、研磨工具の作動表面で研磨剤として用いることができる。切削表面又は切削端は、焼結炭化物支持体から最も離れた超硬度層の表面に規定されるのが一般的である。
【０００５】
複合研磨剤コンパクトの例は、米国特許第３，７４５，６２３号、第３，７６７，３７１号、及び第３，７４３，４８９号の記載に見ることができる。
【０００６】
複合研磨剤コンパクトは、研磨剤コンパクトを形成するために必要な成分を、微粒子の形態で、焼結炭化物基板上に置くことにより製造するのが一般的である。これらの成分の組成物は、一般的には、所望の目的の構造を達成するために巧みに操作される。この成分は、超硬度粒子のほかに、溶媒／触媒粉末、焼結又は結合剤促進物質を含むことができる。この未結合の集合体は、反応カプセル内に置かれ、更に従来の高圧高温装置の反応帯域内に置かれる。次に、この反応カプセルの内容物は、高められた温度及び圧力の適切な条件に曝される。
【０００７】
超硬度研磨剤層の耐摩耗性の改良は、切削要素を摩耗させることなく大量の工作物の切削、穴あけ又は機械加工を可能にするので、使用者にとっては望ましい。これは、超硬度粒子の平均粒径、全結合剤含有量、超硬度粒子の密度などのいろいろな要素を巧みに操作することにより達成するのが一般的である。
【０００８】
例えば、この成分の超硬度粒子の全体的粒径を小さくすることにより、超硬度複合体の耐摩耗性を高めることがこの業界ではよく知られている。しかし、一般的には、これらの材料が、より耐摩耗性に作られる時、より脆く、又は破壊し易くなる。
【０００９】
それ故、摩耗特性を改良するように設計された研磨剤コンパクトは、貧弱な衝撃強度、又は低い耐破砕性をもつ傾向になるであろう。耐衝撃性と耐摩耗性の特性の相対関係は、特に要求の厳しい用途では、研磨剤構造の最適な設計を本質的に自ら制限する。
【００１０】
加えて、より微細粒の構造が、より多くの溶媒／触媒、又は金属結合剤を含有するのが一般的であるので、この研磨剤コンパクトは、より粗粒の構造に比較して、熱安定性が劣る傾向になる。より微細粒の構造にとって最適作用の低下は、最適特性として高い耐摩耗性が要求される実際の用途では、実質的問題を引き起こし得る。
【００１１】
この問題を解決する先行技術の方法は、超硬度研磨剤層内に種々の手段で、より微細な、及びより粗い超硬度粒子の両者の特性を組み合わせることにより妥協点を探る試みを行うことを一般的に含んでいた。
【００１２】
より粗粒の構造とより微細粒の構造の間で、特性を適切に融合させて問題を解決する手法は、異なる粒径の超硬度粒子の均質粉末混合物を使用することにある。これらの混合物は、最終のコンパクトを焼結する前に、できる限り均一に混合されるのが一般的である。超硬度粒子の２モード分布（２つの粒径分画（ｆｒａｃｔｉｏｎ）を含む）及び多モード分布（３つ以上の分画を含む）の両者が、この業界で知られている。
【００１３】
米国特許第４，６０４，１０６号には、少なくとも一層の分散型ダイヤモンド結晶及び予備焼結炭化物片を含み、超高圧及び温度で一緒に焼結された複合多結晶質ダイヤモンドコンパクトの記載がある。一つの実施形態では、ダイヤモンド粒子の混合物が用いられ、粒子の６５％が４から８μｍの粒径であり、かつ３５％が０．５から１μｍの粒径である。この解決法に関する特定の問題点は、コバルト焼結炭化物がその超硬度層の部分の耐摩耗性を低下させることである。
【００１４】
米国特許第４，６３６，２５３号では、摩耗を改良した切削要素を達成するために、２モード分布の使用を教示している。粗粒分画が６０から９０％の超硬度粒子集合体を含み、かつ微細分画が残部を構成するように、粗粒ダイヤモンド（粒径で３μｍ超）及び微細ダイヤモンド（粒径で１μｍ未満）が組み合わされる。加えて、粗粒分画が、３モード分布を含んでもよい。
【００１５】
米国特許第５，０１１，５１４号には、個々に金属被覆された複数のダイヤモンド粒子を含む、熱安定性ダイヤモンドコンパクトの記載があり、その際、隣接する粒子間の金属被覆が相互に結合されて焼結マトリックスを形成している。金属被覆の例は、タングステン、タンタル及びモリブデンなどの炭化物形成物質である。個々に金属被覆されたダイヤモンド粒子は、ダイヤモンド合成の温度及び圧力条件下で結合される。この特許は、金属被覆ダイヤモンド粒子と、非被覆のより小粒径のダイヤモンド粒子とを混合して、非被覆小粒径ダイヤモンド粒子を被覆粒子の間隙に存在させることを更に開示する。このより小粒径のダイヤモンド粒子は、気孔を減少させ、コンパクトのダイヤモンド含有量を高めると言われている。２モードコンパクト（２つの異なる粒径）、及び３モードコンパクト（３つの異なる粒径）の例が記載されている。
【００１６】
米国特許第５，４６８，２６８号、及び第５，５０５，７４８号には、混じり合った粒径の超硬度粒子を含む集合体から超硬度コンパクトを製造する記載がある。この手法の使用は、粒径分布を拡大又は拡張する効果があり、より密な充填を可能にし、かつ結合剤が存在する結合剤プールの形成を最小にする。
【００１７】
米国特許第５，８５５，９９６号には、異なる径のダイヤモンドを一体にした多結晶質ダイヤモンドコンパクトの記載がある。特に、この特許には、サブミクロン粒径のダイヤモンド粒子を、より大きい粒径のダイヤモンド粒子と共に混合して、より高密度構造のコンパクトを作成する記載がある。
【００１８】
米国特許出願番号２００４／００６２９２８には、多結晶質ダイヤモンドコンパクトの製造法の記載が更にあり、その場合、ダイヤモンド粒子混合物は、約１５から７０μｍの範囲の平均粒径を有する約６０から９０％の粗粒分画、及び前記粗粒分画の平均粒径の約１／２未満の平均粒径を有する微細粒分画を含んでいる。この混合物が、改良された材料特性を与えると主張している。
【００１９】
この一般的な手法の問題点は、粗粒分画又は微細粒分画のいずれかと単独で比較した時に、耐摩耗性及び耐衝撃性を改良することが可能であるが、これらの特性は依然として妥協して解決される傾向がある。即ち、混合物は、より微細粒の材料と単独で比較した時に、低減された耐摩耗性を有し、より粗粒の分画と比較した時に、低減された耐衝撃性を有するということである。それ故、粒子径の均質混合物を用いた結果は、単に平均中間粒子径の特性を達成しているだけである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
それ故、より微粒材料の優れた耐摩耗性を維持しながら、より粗粒材料に許容される耐衝撃性及び耐疲労性の改良を達成できる、研磨剤コンパクトの開発が非常に望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
（発明の大要）
本発明の第一の側面に従えば、多モード粒径分布を有する超硬度研磨剤粒子と及び結合剤相から構成される超硬度多結晶質複合材料とを含んでなり、該超硬度多結晶質複合材料が複数の間隙を規定し、該結合剤相がこの間隙に分布されて結合剤プールを形成する、研磨剤コンパクトであって、該多結晶質複合材料が平方ミクロン当たりの最適しきい値を超える結合剤プールを含むことを特徴とする、上記研磨剤コンパクトが提供される。
【００２２】
本発明は、結合剤相の存在下で超硬度研磨剤粒子の集合体を、研磨剤コンパクトの製造に適した高められた温度及び圧力条件に曝すステップを含む研磨剤コンパクトの製造法であって、該超硬度粒子の集合体が、少なくとも２つの異なる平均粒径を有し、焼結されたコンパクト内で平方ミクロン当たり最適しきい値を超える結合剤プールを提供するように、適切な量及び対応する平均粒径で供給されることを特徴とする、上記製造法を更に提供する。
【００２３】
本発明の研磨剤コンパクトは、約１２μｍ未満の、好ましくは約１０μｍ未満の全体的平均粒径、及び２μｍ超の全体的平均粒径を有する超硬度研磨剤粒子を含むのが好ましい。これらの材料の場合における、最適しきい値は、０．４５超、より好ましくは０．５０超、及び最も好ましくは０．５５超の、平方ミクロン当たりの結合剤プール数である。
【００２４】
超硬度多結晶質ダイヤモンド材料は、０．５ｍｍを上回る、好ましくは１．０ｍｍを上回る、より好ましくは１．５ｍｍを上回る層の厚みを有する多結晶質ダイヤモンド層の形体であるのが一般的である。
【発明の効果】
【００２５】
本発明は、例えば、基板の切削又は研磨用、又は穴あけ用途の研磨剤切削要素として、本発明の研磨剤コンパクトの使用範囲を拡張する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】種々の先行技術のコンパクト及び本発明のコンパクトの平方ミクロン当たりの結合剤プールの説明図である。
【図２】試験後の先行技術のコンパクトと比較した本発明のコンパクトを説明する画像である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
（好ましい実施形態の説明）
本発明は、高圧／高温条件下で製造された研磨剤コンパクト、具体的には超硬度多結晶質研磨剤コンパクトを対象とする。この研磨剤コンパクトは、最終構造において単位面積当たりの個々の触媒／溶媒又は結合剤プールの数を最適しきい値を超えて達成するようなやり方で、結合剤相が分布されることを特徴とする。
【００２８】
超硬度研磨剤粒子は、ダイヤモンド又は立方晶窒化ホウ素であることができるが、ダイヤモンド粒子が好ましい。
【００２９】
この超硬度研磨剤粒子の集合体は、研磨剤コンパクトを製造するために必要な、既知の温度及び圧力条件に曝されるであろう。一般的に、これらの条件は、研磨剤粒子自体を合成するために必要な条件である。一般的に、用いられる圧力は、４０から７０キロバールの範囲であり、用いられる温度は、１，３００℃から１，６００℃の範囲であろう。
【００３０】
研磨剤コンパクトは、特にダイヤモンドコンパクトについては、焼結炭化物支持体又は基板に結合した多結晶質研磨剤材料を含み、複合研磨剤コンパクトを形成しているのが一般的である。このような複合研磨剤コンパクトを製造するために、研磨剤粒子の集合体は、焼結炭化物本体の表面に置かれた後、コンパクト製造に必要な高められた温度及び圧力条件に曝されるであろう。
【００３１】
本発明は、０．５ｍｍを上回る、より好ましくは１．０ｍｍを上回る、かつ最も好ましくは１．５ｍｍを上回る多結晶質ダイヤモンド層の厚みを必要とする研磨剤コンパクトに特別な用途を見出している。
【００３２】
焼結炭化物支持体又は基板は、焼結タングステン炭化物、焼結タンタル炭化物、焼結チタン炭化物、焼結モリブデン炭化物、又はそれらの混合物などのこの業界で知られた任意のものであることができる。このような炭化物用の結合剤金属は、ニッケル、コバルト、鉄、又は少なくとも１種のこれらの金属を含有する合金などの、この業界で知られた任意のものであることができる。この結合剤は、通常は、１０から２０質量％の量で存在するであろうが、この量は、６質量％という低さでもよい。この結合剤金属の一部は、コンパクト形成時に、研磨剤コンパクトに浸透するのが一般的であろう。
【００３３】
本発明の方法で用いられる超硬度粒子は、天然又は合成に由来することができる。この混合物は、多モードであり、即ち、平均粒径において識別可能に相互に異なる分画の混合物を含む。通常は、この分画の数は、次のいずれかであろう。
・特殊ケースの２つの分画
・３つ以上の分画
【００３４】
「平均粒径」という表現では、個々の粒子が、「平均」と表示する中間粒子径をもつある範囲の径を有することを意味する。それ故、多量の粒子は、平均粒径に近いであろうが、この特定の粒径の上下に限定された数の粒子が存在するであろう。それ故に、粒子分布のピークは、この特定の粒径になるであろう。各々の超硬度粒子径分画に対する粒径分布は、それ自身１モードであるのが一般的であるが、ある環境下では、多モードになることがある。焼結コンパクトにおける、用語「平均粒径」は、同様なやり方で解釈されるべきである。
【００３５】
本発明の方法で製造される研磨剤コンパクトは、更に結合剤相を存在させる。この結合剤材料は、用いた超硬度研磨剤粒子用の触媒／溶媒であることが好ましい。ダイヤモンド及び立方晶窒化ホウ素用の触媒／溶媒は、この業界でよく知られている。ダイヤモンドの場合、結合剤は、コバルト、ニッケル、鉄、又は１種以上のこれらの金属を含有する合金であることが好ましい。この結合剤は、焼結処理時に、研磨剤粒子の集合体へ浸透により導入されるか、又は混合物として粒子形状で磨剤粒子の集合体に導入されてもよい。浸透は、供給された結合剤金属の詰め物又は薄片から、又は炭化物支持体から起こってもかまわない。混合及び浸透手法の組み合わせを用いるのが一般的である。
【００３６】
高圧高温処理時に、触媒／溶媒材料は、溶融し、コンパクト層を通って移行し、触媒／溶媒として作用し、超硬度粒子を相互結合させる。ひとたび製造されると、コンパクトは、相互に結合した超硬度粒子の緊密に結合したマトリックスを含み、それにより、上記のような結合剤材料を含有する多くの間隙又はプールをもった超硬度多結晶質複合材料を形成する。それ故、本質的には、最終的コンパクトは、２相複合体を含んでなり、そこでの超硬度研磨剤材料が、１つの相を、結合剤が他の相を構成する。
【００３７】
一つの形体では，超硬度相は、通常はダイヤモンドであるが、８０から９５容量％であり、触媒／溶媒材料は、残りの５から２０容量％である。
【００３８】
結合剤相、及びこの相で満たされた間隙又は空隙の数の相対的分布は、超硬度成分粒子の粒径及び形状によって、主として決められる。超硬度材料の平均粒径は、平均結合剤含有量の決定に主要な役割を果たすことが、この業界でよく知られている。より微細な超硬度粒子の高い表面積が、毛細管作用による溶媒／触媒金属の浸透を高める傾向があると言われている。それ故、より微細粒コンパクトの全体的溶媒／触媒含有量が、より粗粒コンパクトのそれに比較してより高くなる傾向がある。更に、全体的結合剤含有量は、多モード分布超硬剤粒子を用いて操作できることが知られている。１モード超硬度粒子分布のための全体的結合剤含有量が、平均超硬度粒子径で決められるならば、同じ平均粒径の多モードのものが、充填密度改良の作用として結合剤含有量を減少させる傾向になるであろう。
【００３９】
超硬度コンパクトで起きる結合剤相の全体的含有量の影響は、合理的によく理解される。結合剤相は、より脆い研磨剤相の耐衝撃性改良に役立つことができるが、結合剤相が、この構造のより弱いかつ耐摩耗性が劣る分画に相当するのが一般的であるので、量が増えることは、耐摩耗性に悪影響を及ぼす傾向になるであろう。加えて、結合剤相が、活性のある溶媒／触媒材料である場合、これが構造中に大量に存在すると、コンパクトの熱安定性を弱めることがある。
【００４０】
コンパクトの特性に及ぼす結合剤プールの分布（即ち、相対的な個々の大きさ及びそれらの分布）の影響は、十分に理解されていない。これは、多モード型超硬度粒子の混合物の組成により、ある程度まで操作できるが、この性質の操作が最終コンパクトの所望の特性を生みだすことができる程度は、予め知られていなかった。
【００４１】
超硬度粒子の多モード混合物の成分を注意深く選択することにより、結合剤プール数が一定の最適しきい値を超えて最大化される最終コンパクト構造を達成できることが判明した。この最適しきい値は、超硬度粒子径の種々の区分に対して確立されている。１２μｍ未満の平均粒径をもつコンパクトに対してプール数を最大化すると、材料の性能に特に重大な影響を与えることが判明した。先行技術のコンパクトと本発明のコンパクトを比較した場合、本発明のコンパクトは、同様な超硬度粒子径であり、かつ同様な全体の結合剤含有量であっても、大量の個々の結合剤プールを含有する傾向がある。本発明のコンパクトは、先行技術のコンパクトと比較した時、耐衝撃性と耐摩耗性の優れたバランスを有する傾向がある。
【００４２】
理論に束縛されることは望まないが、結合剤プール数が、本発明の最適しきい値を超えて存在するならば、チップ化（ｃｈｉｐｐｉｎｇ）又は層状剥離が起きる間に、結合剤プールが、クラックデフレクタ（ｃｒａｃｋ  ｄｅｆｌｅｃｔｏｒ）として作用できることが、かなり有効であると推測される。
【００４３】
本発明の好ましい実施形態は、全体的平均粒径が、１２μｍ以下、或いは最も好ましくは１０μｍ以下である超硬度研磨剤コンパクトを提供する。これは、より細粒構造の最上の耐摩耗性が、本来衝撃破壊を受けやすい傾向と最も折り合えると判明した領域である。本発明の代表的構造の下限は、約２μｍであり、この水準未満で存在する多くの構造は付加的要因で強く影響されるように見える。
【００４４】
単位面積当たりの結合剤プール数の測定は、最終のコンパクトについて、走査型電子顕微鏡にかけて集められた多数の画像を統計的に評価することにより行われる。
【００４５】
微小構造分析のために選択された倍率が、得られたデータの精度に重要な影響を及ぼすことは、この業界ではよく知られている。より低倍率での画像処理は、微小構造における、より大きな粒子又は特徴を代表的にサンプリングする機会を提供するが、これらの粒子及び特徴がこの倍率では必然的に十分に解析されないので、より小さい粒子又は特徴を十分に代表しない傾向になるかもしれない。これに反し、より高倍率での画像処理は、分解能を与え、微小スケールの特徴の詳細な測定を可能にするが、画像の境界を横断し、そのために正確に測定されないので、より大きな特徴をサンプリングする傾向になるかもしれない。それ故、任意の定量的微小構造分析技術のために、適切な倍率を選択することが重要である。それ故、この適切さは、特性を決定しようとする特徴のサイズで決められるものであり、このことは当業者には明白であろう。
【００４６】
個々の結合剤、又は触媒／溶媒相の面積又はプールは、電子顕微鏡を用いて超硬度相のそれと容易に区別できるので、標準的画像分析手法を用いて識別され、かつ計算される。個々の識別された結合剤プールについて、等価巻き取り直径（Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ  Ｃｉｒｃｌｅ  Ｄｉａｍｅｔｅｒ（ＥＣＤ））が計算される。（この測定技術は、測定される結合剤プールの面積と同一面積を占める仮想円の直径を計算する。）これは、大雑把に円形の結合剤プールとして、単一の定量的直径の寸法（ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ  ｄｉａｍｅｔｅｒ  ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）を合理的に評価する。本発明の測定法にとって、重要な値は次の通りである。
・ＡＵＨ：全超硬度研磨剤相面積（平方ミクロン）
・ＡＢ：全結合剤相面積（平方ミクロン）
・ＮＢ：面積内に出現する全結合剤プール数
【００４７】
この全相面積は、特性を決定しようとした全体の微小構造内で、個々の結合剤プール、又はそれぞれの超硬度相粒子の面積を合計することにより決定された。結合剤プール数は、微小構造領域内で識別された個々の結合剤面積の数を数えて決定された。
【００４８】
面積により標準化された結合剤プールの数、ＮＢｎは次式を用いて計算される。
【００４９】
【数１】
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【００５０】
それ故、この数は、選択された倍率で検討されるコンパクトの面積に対して、標準化される。このデータの全分布が統計的に評価され、かつ算術平均が決められる。それ故、微小構造の単位面積当たりの結合剤プールの平均値が計算される。
【００５１】
本発明の超硬度コンパクトの場合、平均的コバルトプール径は、１．５−３μｍ程度であると測定された。この数値は、分析のための適切な倍率の水準を３，０００倍であると、経験的に選択することを可能にする。この倍率は、一般的に、個々の結合剤プールの解像を容易にし、他方、より大きい結合剤面積に対しても測定を成功させた。平方ミクロン当たりの結合剤プール数に対する最適しきい値は、０．４５超、より好ましくは０．５０超、最も好ましくは０．５５超であることが判った。
【００５２】
微小構造因子は、形成条件に依存して、研磨剤コンパクトの一面積から別の面積にわずかに変わる可能性がある。それ故、微小構造の画像処理は、コンパクトの超硬度複合部の大部分を代表してサンプリングするように行われる。
【００５３】
本発明の研磨剤コンパクトを製造するために必要な多モード混合物は、用いた超硬度粒子の分画数に特徴がある。この混合物は、通常、極めて特殊な２モード混合物であるか、又は少なくとも３分画、及び好ましくは４分画以上を含む多モード混合物である。
【００５４】
混合物が２モードであるならば、混合物は、通常、粗い分画及び微細な分画を含み、この場合、これらの２分画間の平均粒径の比率は２：１から１０：１、より好ましくは３：１から６：１である。加えて、より粗い分画の好ましい体積分率は、２０％超であり、しかも約５５％未満であり、かつ最も好ましくは約５０％である。
【００５５】
混合物が３つ以上の分画を有するならば、混合物は、少なくとも一つのより微細な分画、又は全混合物の３５から５０質量％を含む分画のブレンド、並びに一つのより粗い分画、又は混合物の６５から５０質量％を含む分画のブレンドを含むべきであり、その際、最も微細な分画ブレンドの平均粒径は、好ましくは、最も粗い分画ブレンドの平均粒径の約１／４から１／６である。加えて、最も粗い単一成分分画の平均粒径と最も微細な単一成分分画の平均粒径の比率は、少なくとも８：１、又はより好ましくは１０：１、又は最も好ましくは１２：１である。
【００５６】
加えて、予備焼結粉末の混合物に溶媒／触媒粉末の添加物を用いることは、常にこれが必要なわけではないが、所望の最終構造を達成するために重要な価値を持つことができることが判った。これは、一般的に、０．５から３質量％で混合物に導入され、かつ最も好ましくは、それ自体２μｍ未満の平均粒径を有する。
【００５７】
本発明は、以下の実施例により更に説明されるが、この実施例に限定されない。
【実施例】
【００５８】
（実施例１）
適切な２モードダイヤモンド粉末混合物が製造された。最初に、最終のダイヤモンド混合物中で１質量％となるのに十分な、サブミクロンの多量のコバルト粉末が、ＷＣミリング媒体とともに、ボールミルを用いて、１時間メタノールスラリー中で脱凝集された。次に、１．５μｍの平均粒径をもつダイヤモンド粉末の微細分画が、最終の混合物中で４９．５質量％となる量で、スラリーに添加された。追加のミリング媒体が導入され、更にメタノールが添加されて、適切なスラリーを得たのち、さらなる時間、混和された。次に、約９．５μｍの平均粒径をもつダイヤモンドの粗い分画が、最終の混合物中で４９．５質量％になる量で添加された。再び、スラリーに、更なるメタノール及びミリング媒体が補充され、次に、更なる２時間混和された。スラリーがボールミルから除去され、乾燥され、ダイヤモンド粉末混合物を得た。
【００５９】
次に、ダイヤモンド粉末混合物が、適切なＨｐＨＴ容器内にＷＣ基板に隣接して置かれ、従来のＨｐＨＴ条件下で焼結され、最終の研磨剤コンパクトを得た。
【００６０】
この材料の微小構造の特性、及びその他の物理的データが、以下の表１に要約され、かつ平方ミクロン当たりの平均結合剤プール径に関して図１に図示される。
このコンパクトが、標準実用試験（ｓｔａｎｄａｒｄ  ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ‐ｂａｓｅｄ  ｔｅｓｔ）で試験され、このコンパクトは、同様な平均ダイヤモンド粒径をもつ先行技術のコンパクトの特性を超えて、重要な特性が改良されたことを示した（比較例４を参照されたい）。図２は、本試験における同一ステージで、先行技術のコンパクト２０（ＷＣ基板２２、超硬度コンパクト層２４、摩耗痕２６）に対して、ＷＣ基板１２、及び摩耗痕１６を有する超硬度コンパクト層１４を含むコンパクト１０の関連する特性の画像を示す。ここで、先行技術のコンパクト２０の高い摩耗割合、及びチップ化の証明がはっきりと示されている。
【００６１】
（実施例２及び３）
成分のダイヤモンド粉末の粒径が、表１に示したように変更されたことを除いて、実施例２及び３が、実施例１に記載したものと類似の方法を用いて実施された。
【００６２】
【表１】
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【図１】
2009545462.tif 000005
【図２】
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【国際調査報告】
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2009545462.tif 000008