(57)【要約】  本発明はダイヤモンド切削工具およびその製造方法に関するものである。本発明によるダイヤモンド切削工具の製造方法は、鋼材本体上の切削刃として用いられる部分に多数の金属コーティングされたダイヤモンド粒子を設け、電着によりダイヤモンド粒子を本体に固着することを特徴とする。このような製造方法によれば、製造時間を短縮すると同時に、ダイヤモンド粒子を堅固に本体に固着することができ、また、切削工具の寿命を延ばすことが可能である。
2008540150.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のダイヤモンド粒子を金属でコーティングする段階と、
前記金属コーティングされたダイヤモンド粒子を鋼材の本体上の切削刃として用いる部位に設ける段階と、
前記本体を電解液が満たされたメッキ浴槽に浸す段階と、
前記本体には負バイアスを印加し、メッキのために前記メッキ浴槽内に設けられた別の金属板に正バイアスを印加して電着することにより、前記金属コーティングされたダイヤモンド粒子を前記本体に固着する段階とを含むダイヤモンド切削工具の製造方法を提供することを特徴とするダイヤモンド切削工具の製造方法。
【請求項２】
前記ダイヤモンド粒子を前記本体上に多層設けて電着することを特徴とする請求項１記載のダイヤモンド切削工具の製造方法。
【請求項３】
前記ダイヤモンド粒子をコーティングする金属は、磁性に優れた鉄またはコバルトであることを特徴とする請求項１記載のダイヤモンド切削工具の製造方法。
【請求項４】
前記本体上に前記金属コーティングされたダイヤモンド粒子を設けるとき、前記本体を磁化して金属コーティング層と前記本体の間に発生する磁力により前記ダイヤモンド粒子を固定させることを特徴とする請求項３記載のダイヤモンド切削工具の製造方法。
【請求項５】
前記ダイヤモンド粒子は、電着または融着により金属コーティングされることを特徴とする請求項１記載のダイヤモンド切削工具の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の製造方法により製造されたダイヤモンド切削工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイヤモンド切削工具およびその製造方法に関し、より詳細には、製造時間を短縮するとともに、寿命を延ばすことができるダイヤモンド切削工具およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、建築、土木工事現場などで石材、金属、コンクリートなどのような堅い材料を切削するための切削工具としてダイヤモンド切削工具が広く使用されている。
【０００３】
ダイヤモンド切削工具を製造する方法としては、ダイヤモンド粒子と金属粉末とを混合、成形、焼結する工程を含む方法が知られており、その方法によると、炭素工具鋼（carbon tool steel）や低炭素工具鋼（low carbon tool steel）などのような高速度工具鋼（high speed tool steel）からなる本体の周囲にダイヤモンド粒子を融接させることによって、複数の切削セグメントが形成される。
【０００４】
しかし、このような融接方法は、切削セグメントを製造するために、ダイヤモンドと金属粉末を混合、成形、焼結する段階と、切削セグメントを融接する段階とが、異なる製造装置で独立的に行われる必要がある。このため、製造工程が複雑になり、製造費用や製造時間が多くかかるという問題点が生じる。
【０００５】
この問題を解決するために、鋼材の本体の周囲にダイヤモンド粒子を電着させて固着する方法が開発されている。
【０００６】
図１〜図３は、このような電着方法による従来の切削工具の製造方法を示す。図１に示されるように、まず鋼材からなる円盤型の本体１上に複数個のダイヤモンド粒子２が設けられる。次いで、図２に示されるように、ダイヤモンド粒子２が設けられた本体１は電解液５が満たされたメッキ浴槽３内に浸され、メッキ浴槽３内に設けられた金属板４には正バイアスが印加され、本体１には負バイアスが印加される。
【０００７】
ここで、金属板４は、ダイヤモンド粒子２を電着しようとする金属、例えば、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、コバルト（Ｃｏ）などからなり、電解液５は、金属板４を形成する金属イオンを含む電解液５である。
【０００８】
上述のように、メッキしようとする本体１に負バイアスが印加され、金属板４に正バイアスが印加されている場合、電解液５に含まれた金属イオンは負バイアスに印加された本体１から還元されて析出する。この析出により電解液５中の金属イオンは消費されるが、金属板４から新たな金属イオンが電気分解により継続して供給され、反応が継続的に行われる。十分に時間をかけて、このような反応が行われることによって、図３に示されるように、ダイヤモンド粒子２は電着された金属７により本体１に互いに固着される。
【０００９】
しかし、このような従来の製造方法によると、ダイヤモンド粒子が堅固に固着するようにメッキ厚を厚くするため、メッキ時間が長くかかるという問題点があった。また、従来の製造方法によると、ダイヤモンド粒子を本体に設け電着する工程でダイヤモンド粒子が動いて乱れるというもう一つの問題点があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで、本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、円盤型の本体にダイヤモンド粒子が堅固に固着されるとともに、製造時間が短縮されるダイヤモンド切削工具およびその製造方法を提供することを目的とする。
【００１１】
本発明の他の目的は、磁性に優れた金属でダイヤモンド粒子がコーティングされ、本体を磁化させて、金属コーティングされたダイヤモンド粒子は磁化した本体との間の磁力により本体上に固着されるため、ダイヤモンド粒子が乱れることを防ぐダイヤモンド切削工具およびその製造方法を提供することである。
【００１２】
本発明のさらに他の目的は、金属コーティングされたダイヤモンド粒子を磁力により本体上に多層設けて電着することによって、切削工具の寿命を延ばすことができるダイヤモンド切削工具およびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明のダイヤモンド切削工具の製造方法は、複数のダイヤモンド粒子を金属でコーティングする段階と、前記金属コーティングされたダイヤモンド粒子を鋼材の本体上の切削刃として用いる部位に設ける段階と、前記本体を電解液が満たされたメッキ浴槽に浸す段階と、前記本体には負バイアスを印加し、メッキのために前記メッキ浴槽内に設けられた別の金属板に正バイアスを印加して電着することにより、前記金属コーティングされたダイヤモンド粒子を前記本体に固着する段階とを含むダイヤモンド切削工具の製造方法を提供する。
【００１４】
前記ダイヤモンド粒子を前記本体上に多層設けて電着することにより、ダイヤモンド層の厚みを厚くして切削工具の寿命を延ばすことができる。
【００１５】
前記ダイヤモンド粒子をコーティングする金属としては、磁性に優れた鉄またはコバルトが使用される。このように、磁性に優れた金属でダイヤモンド粒子をコーティングすることで、前記本体上に前記金属コーティングされたダイヤモンド粒子が設けられるときに、前記本体を磁化させて金属コーティング層と前記本体との間に発生する磁力により前記ダイヤモンド粒子を本体に固着させることができる。
【００１６】
また、前記ダイヤモンドの粒子は、電着法または融着法により金属コーティングされてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施の形態を詳細に説明する。
【００１８】
図４は、本発明の好適な実施の形態におけるダイヤモンド切削工具の製造方法を示したフローチャートである。図４に示されるように、本発明のダイヤモンド切削工具の製造方法は、ダイヤモンド粒子を金属コーティングする段階（ステップＳ４１０）と、金属コーティングされたダイヤモンド粒子を本体上に設ける段階（ステップＳ４３０）と、ダイヤモンド粒子を本体上に電着させる段階（ステップＳ４５０）とを含む。
【００１９】
以下、本発明のダイヤモンド切削工具の製造方法の各段階を詳細に説明する。
【００２０】
図５は、金属コーティング２２されたダイヤモンド粒子２０の斜視図である。図５に示されるように、ダイヤモンド切削工具を製造するために、ダイヤモンド粒子２０の外表面は金属でコーティングされ金属コーティング層２２が形成される（ステップＳ４１０）。ダイヤモンド粒子２０をコーティングする方法としては、種々のコーティング技術を採用することができる。例えば、電着法または融着法によるコーティング技術が用いられる。すなわち、ダイヤモンド粒子２０の表面に金属を別工程で電気メッキすることによりコーティングする電着方法や、コーティングする金属を加熱してダイヤモンド粒子２０の表面に固着する融着方法である。
【００２１】
金属コーティング層２２を構成する金属は、磁性に優れた金属、例えば、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）などのような金属が好ましい。磁性に優れた金属でダイヤモンド粒子２０はコーティングされ、本体１０（図６参照）が磁化されるとき、金属コーティング層２２と本体１０の間の磁力により金属コーティング２２されたダイヤモンド粒子２０は本体１０上に固着される。このように、ダイヤモンド粒子２０が固着されていれば、メッキを行うために本体１０を動かすときや、メッキ工程中にもダイヤモンド粒子２０は動くことがなく、元の位置に留まる。先の説明では、コーティング金属として、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）などの金属を例にあげたが、磁性を有する金属であれば特に限定されず、本発明の属する技術分野で通常の知識をもつ者は適切な他の金属も採用することができる。
【００２２】
図６は、金属コーティングされたダイヤモンド粒子２０が本体１０上に設けられた状態を示す（ステップＳ４３０）。
【００２３】
切削刃は、ダイヤモンド粒子２０がコーティングされた後、金属コーティング２２されたダイヤモンド粒子２０は円盤型の本体１０の表面に設けられる。このとき、切削工具の切削力を一定レベルに維持するためには、ダイヤモンド粒子２０を一定の間隔で設けることが好ましい。
【００２４】
このようにダイヤモンド粒子２０が設けられる場合、上述のように、本体１０を磁化した後、ダイヤモンド粒子２０が設けられる。本体１０を磁化する方法には種々の方法がある。例えば、本体１０に永久磁石が固着されると、永久磁石の磁力により本体１０は磁化され磁力が生じる。このように、磁化した本体１０とダイヤモンド粒子２０を取り囲む金属コーティング層２２の間に発生する磁力により、ダイヤモンド粒子２０は本体１０に固着される。このように、ダイヤモンド粒子２０が磁力により設けられ固着されることで、メッキ工程中にもダイヤモンド粒子２０は動くことなく、ダイヤモンド粒子２０の間隔が均一な切削工具を製造することができる。
【００２５】
ダイヤモンド粒子２０が設けられた後、図７に示されるように、ダイヤモンド粒子２０が設けられた本体１０はメッキ浴槽３０の内部に浸漬されてダイヤモンド粒子２０は電着される（ステップＳ４５０）。
【００２６】
ダイヤモンド粒子２０が設けられた本体１０は電解液３４が満たされたメッキ浴槽３０内部に浸され、同様に、１対の金属板３２はメッキ浴槽３０内に浸される。ここで、金属板３２の材料として、ダイヤモンド粒子２０を電着させる金属、例えば、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、コバルト（Ｃｏ）などのような金属が用いられる。
【００２７】
一方、電解液３４は、金属板３２と同一の金属イオンを含む電解液３４からなる。電解液３４に含まれた金属イオンが電着されて析出すると、金属板３２から金属イオンが電気分解されて電解液３４に供給される。よって、継続して金属イオンの電着工程が行われるようになり、金属コーティングされたダイヤモンド粒子２０のメッキ工程が行われる。
【００２８】
本体１０と金属板３２がメッキ浴槽３０に浸された後、金属板３２は正バイアスに印加され、ダイヤモンド粒子２０が設けられた本体１０は負バイアスが印加される。このようにバイアスが設けられることにより、電解液３４に含まれたニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、コバルト（Ｃｏ）などのような金属イオンは、負バイアスが印加された本体１０から還元されて析出する。このような還元反応により、複数の金属イオンが継続して本体１０から析出することで、本体１０上に設けられたダイヤモンド粒子２０は、析出した金属によりメッキされて本体１０に固着される。一方、ダイヤモンド粒子２０のメッキが完了すると、本体１０はメッキ浴槽３０から取り出されて乾燥される。この場合、上述のように本体１０を磁化するため、永久磁石（図示せず）が本体１０に取り付けられている場合には、永久磁石は本体１０から分離して乾燥される。
【００２９】
図８は、上記方法によりダイヤモンド粒子２０が電着された切削工具の断面図である。図８に示されるように、金属コーティング２２されたダイヤモンド粒子２０は、メッキ層２４により本体１０に固着される。本発明によると、ダイヤモンド粒子２０が金属コーティング２２された後、メッキが行われ、ダイヤモンド粒子２０を取り囲む電着層の厚さは、金属コーティング層２２とメッキ層２４の厚さを合計した値になる。よって、長時間のメッキ工程によりメッキ層を厚くせずとも、ダイヤモンド粒子２０を取り囲む電着層を十分に厚くすることができ、切削工具の寿命を顕著に延ばすことができる。
【００３０】
図９は、本発明の好適な他の実施の形態におけるダイヤモンド切削工具を示す断面図である。図面には、説明を容易にするために、本体１０の一側にのみダイヤモンド粒子２０が電着されている。
【００３１】
図９を参照すると、本実施の形態では、金属コーティング２２されたダイヤモンド粒子２０は本体１０上に多層設けられて電着が行われる。本体１０が磁化されていれば、ダイヤモンド２０にコーティングされる金属が磁性を有しているので、金属コーティング層２２と本体１０の間の磁力によりダイヤモンド粒子２０を多層設けることが可能になる。このようにダイヤモンド粒子２０が多層設けられてメッキが行われることにより、図９に示されるようなダイヤモンド粒子２０が多層設けられた切削工具が得られる。本実施の形態では、ダイヤモンド粒子２０が多層設けられることにより、最上端のダイヤモンド層が切削作業によって摩耗しても、この下端のダイヤモンド層により切削作業が行われる。よって、ダイヤモンド層が多層設けられることにより、切削工具の寿命をさらに延ばすことができる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
上述のとおり、本発明のダイヤモンド切削工具の製造方法によれば、ダイヤモンド粒子は金属でコーティングされた後、メッキにより電着されることにより、メッキ工程にかかる時間が短縮されると同時に、ダイヤモンド粒子を本体に堅固に固着させる。
【００３３】
また、本発明によれば、磁性を有する金属でダイヤモンドはコーティングされ、本体が磁化されることにより、金属コーティングされたダイヤモンド粒子を磁力により本体上に多層設けて電着することが可能となり、切削工具の寿命を延ばすことができる。
【００３４】
また、本発明によれば、磁力を有する金属でダイヤモンドがコーティングされ、本体が磁化することにより、金属コーティングされたダイヤモンド粒子を磁力により本体上に設けて、製造工程中にダイヤモンド粒子が動かないように固着することが可能となる。
【００３５】
以上、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明したが、当業者であれば、添付の請求の範囲に開示された本発明の範囲および精神から逸脱することなく、種々の変更、追加および代替が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】従来の切削工具の製造方法によりダイヤモンド粒子が本体上に設けられた状態を示す図である。
【図２】図１のダイヤモンド粒子が設けられた本体がメッキ浴槽内に浸漬された状態を示す図である。
【図３】従来の切削工具の製造方法によりダイヤモンド粒子が電着された切削工具の断面図である。
【図４】本発明の好適な実施の形態におけるダイヤモンド切削工具の製造方法を示すフローチャートである。
【図５】本発明の金属コーティングされたダイヤモンド粒子の斜視図である。
【図６】本発明の金属コーティングされたダイヤモンド粒子が本体上に設けられた状態を示す図である。
【図７】本発明の金属コーティングされたダイヤモンド粒子が設けられた本体がメッキ浴槽内に浸漬された状態を示す図である。
【図８】本発明の金属コーティングされたダイヤモンド粒子が電着された切削工具の断面図である。
【図９】本発明の好適な他の実施の形態における切削工具を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０  本体
２０  ダイヤモンド粒子
２２  金属コーティング、金属コーティング層
２４  メッキ層
３０  メッキ浴槽
３２  金属板
３４  電解液
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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