微粒ボロンドープダイヤモンドを混入した粗粒PCDの諸特性

摘要

MDF（Medium Density Fiberboard，MDF，中密度繊維板）の加工には粒径が25μm以上の粗粒ダイヤモンド粒子を原料とするPCDが使われている．既存の粗粒PCDには，図1（a）に示すように粗粒ダイヤモンド粒子間の隙間を埋めて強度を向上させること，ワイヤカット放電加工した際に表面粗さや切れ刃の鋭敏さを向上させることを目的に，数μm程度の微粒ダイヤモンドが適度の割合で混入されている．しかしながら，PCD 焼結時にダイヤモンド微粒子が劣化，もしくは焼失し易く，結果として粗粒ダイヤモンド粒子の隙間を埋めるという本来の目的を達成できないため，強度低下，表面性状悪化等の問題が起きることが報告されている．著者らは，ダイヤモンド合成時にボロン（ホウ素）をドープし導電性を付与したダイヤモンド粒子，およびボロンドープダイヤモンド粒子を原料とする導電性PCD（EC-PCD）を開発し，それらの応用研究を行ってきた．ボロンドープダイヤモンドが大気中での耐熱試験において従来のダイヤモンドより約150°C高い耐熱性を有すること，ボロンドープダイヤモンドを原料とする導電性PCDがコバルトとの接触加熱試験において従来のPCDよりも約150°C，コバルトとの反応による劣化が生じないことを明らかにしている．これらの特性を利用し，既存の粗粒ダイヤモンド粒子を原料とするPCDの問題に対処することとした．本研究では，粗粒PCDの焼結時の問題点を解決するため，耐熱性に優れるボロンドープダイヤモンド微粒子を混入したPCD（図1（b））の耐熱性およびワイヤカット放電加工性能を調べた．