JPH0543918A - 切削工具用素材およびその製造法 - Google Patents
切削工具用素材およびその製造法Info
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- JPH0543918A JPH0543918A JP22653791A JP22653791A JPH0543918A JP H0543918 A JPH0543918 A JP H0543918A JP 22653791 A JP22653791 A JP 22653791A JP 22653791 A JP22653791 A JP 22653791A JP H0543918 A JPH0543918 A JP H0543918A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 リップハイトの高い小径のドリル用の工具素
材を提供し、小径ドリル、エンドミルの大径化への適応
を図る。 【構成】 切削工具用素材１は、棒状をなすもので、シ
ャンク２およびこのシャンク２の一端に設けられた溝部
３内で中間層５を介して焼結固着された超高圧焼結体層
４からなる。超高圧焼結体層４は、ダイヤモンド、立方
晶窒化硼素などからなり、中間層５は、０．１〜０．５
ｍｍ厚さのＮｉ，ＣｏまたはＮｉ−Ｃｏ合金からなる。
中間層５を介在させたのは、シャンク２および超高圧焼
結体層４間に発生する残留応力を緩和させる配慮であ
る。この切削工具用素材１の製造法は、端面に溝部１１
を形成した超硬合金からなる出発素材１０が基本とな
る。この出発素材１０内には、中間層５を形成するＮｉ
などの箔が配置され、次いでダイヤモンドなどからなる
混合粉末を充填した後、超高圧高温下に露らすことによ
り、複合焼結体をつくり、ワイヤカット等により切断す
れば、前記切削工具用素材１が製作される。
材を提供し、小径ドリル、エンドミルの大径化への適応
を図る。 【構成】 切削工具用素材１は、棒状をなすもので、シ
ャンク２およびこのシャンク２の一端に設けられた溝部
３内で中間層５を介して焼結固着された超高圧焼結体層
４からなる。超高圧焼結体層４は、ダイヤモンド、立方
晶窒化硼素などからなり、中間層５は、０．１〜０．５
ｍｍ厚さのＮｉ，ＣｏまたはＮｉ−Ｃｏ合金からなる。
中間層５を介在させたのは、シャンク２および超高圧焼
結体層４間に発生する残留応力を緩和させる配慮であ
る。この切削工具用素材１の製造法は、端面に溝部１１
を形成した超硬合金からなる出発素材１０が基本とな
る。この出発素材１０内には、中間層５を形成するＮｉ
などの箔が配置され、次いでダイヤモンドなどからなる
混合粉末を充填した後、超高圧高温下に露らすことによ
り、複合焼結体をつくり、ワイヤカット等により切断す
れば、前記切削工具用素材１が製作される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、小径のドリル、エンド
ミルなどの切削工具用素材およびその製造法に関し、特
に、超高圧焼結体からなる切刃要素に発生するクラック
を減少するようにしたものである。
ミルなどの切削工具用素材およびその製造法に関し、特
に、超高圧焼結体からなる切刃要素に発生するクラック
を減少するようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の切削工具用素材の製造法
としては、例えば、特開昭６２−１２４８３３号公報に
開示されている。これは、超硬合金からなる円盤に平行
溝または格子状溝を形成して、この溝内にダイヤモン
ド、立方晶窒化硼素などからなる超高圧焼結体層を焼結
固着し、この超高圧焼結体層部分を含めて丸棒状に分断
することにより、工具素材を得るようにしたものであ
る。
としては、例えば、特開昭６２−１２４８３３号公報に
開示されている。これは、超硬合金からなる円盤に平行
溝または格子状溝を形成して、この溝内にダイヤモン
ド、立方晶窒化硼素などからなる超高圧焼結体層を焼結
固着し、この超高圧焼結体層部分を含めて丸棒状に分断
することにより、工具素材を得るようにしたものであ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題を】しかしながら、前述
した公報にみられる製造法では、超高圧焼結体層の深さ
が幅以上になると、この焼結体層にクラックが発生しや
すかった。したがって、この製造法では、リップハイト
の高い小径ドリルや直径が３ｍｍ以上のドリルを製作す
ることができないという問題点があった。
した公報にみられる製造法では、超高圧焼結体層の深さ
が幅以上になると、この焼結体層にクラックが発生しや
すかった。したがって、この製造法では、リップハイト
の高い小径ドリルや直径が３ｍｍ以上のドリルを製作す
ることができないという問題点があった。
【０００４】このようなことから、本発明では、溝部内
の超高圧焼結体層の深さが大きく採れるように改善しよ
うとするものである。
の超高圧焼結体層の深さが大きく採れるように改善しよ
うとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述の点に鑑
みなされたもので、超硬シャンクの一端に備えられた超
高圧焼結体層は、溝部内で中間層を介して接合されるよ
うにして切削工具用素材を構成したものである。この場
合、中間層は、０．１〜０．５ｍｍ厚みを有するＮｉ，
ＣｏまたはＮｉ−Ｃｏ合金からなっているものである。
みなされたもので、超硬シャンクの一端に備えられた超
高圧焼結体層は、溝部内で中間層を介して接合されるよ
うにして切削工具用素材を構成したものである。この場
合、中間層は、０．１〜０．５ｍｍ厚みを有するＮｉ，
ＣｏまたはＮｉ−Ｃｏ合金からなっているものである。
【０００６】また、切削工具要素の製造法は、超硬合金
からなる円盤を出発素材として、その溝部内にＮｉ，Ｃ
ｏまたはＮｉ−Ｃｏ合金の箔を配置して、この中に超高
圧焼結体の混合粉末を詰込み、超高圧高温下で焼結し、
最終的には、ワイヤカットなどで切出すようにしたもの
である。
からなる円盤を出発素材として、その溝部内にＮｉ，Ｃ
ｏまたはＮｉ−Ｃｏ合金の箔を配置して、この中に超高
圧焼結体の混合粉末を詰込み、超高圧高温下で焼結し、
最終的には、ワイヤカットなどで切出すようにしたもの
である。
【０００７】
【実施例】以下、本発明切削工具用素材およびその製造
法における一実施例について図を参照しながら説明す
る。
法における一実施例について図を参照しながら説明す
る。
【０００８】図１（ａ）（ｂ）および図２において、１
は、丸棒状をなす切削工具用素材であり、小径のドリ
ル、エンドミルなどに適用されるものである。そして、
この切削工具用素材１は、超硬合金からなるシャンク２
およびこのシャンク２の一端に設けられた一文字状また
は十文字状の溝部３内の超高圧焼結体層４からなるもの
である。この場合、超高圧焼結体層４は、ダイヤモン
ド、立方晶窒化硼素、結合材などの混合粉末が超高圧高
温下で焼結されることにより構成される。
は、丸棒状をなす切削工具用素材であり、小径のドリ
ル、エンドミルなどに適用されるものである。そして、
この切削工具用素材１は、超硬合金からなるシャンク２
およびこのシャンク２の一端に設けられた一文字状また
は十文字状の溝部３内の超高圧焼結体層４からなるもの
である。この場合、超高圧焼結体層４は、ダイヤモン
ド、立方晶窒化硼素、結合材などの混合粉末が超高圧高
温下で焼結されることにより構成される。
【０００９】しかして、超高圧焼結体層４の超高圧高温
下の焼結にあたっては、図２で明示されるように、中間
層５が介在するものである。この中間層５は、０．１〜
０．５ｍｍの厚みを有するＮｉ，ＣｏまたはＮｉ−Ｃｏ
合金からなるものである。中間層５を介在させたのは、
超高圧焼結体層４のクラック発生を減少させるためであ
る。すなわち、超高圧焼結体層４およびシャンク２を直
接焼結固着すると、両者間の熱膨張係数差に基づく残留
応力が発生することから、この残留応力を緩和させるた
め、中間層５を介在させたものである。そして、Ｎｉ，
ＣｏまたはＮｉ−Ｃｏ合金からなる中間層５を選択した
のは、残留応力を塑性変形によって吸収できることのほ
か、ダイヤモンドや立方晶窒化硼素と反応して炭化物や
窒化物を作らないこと、融点が比較的高いことなどの理
由からである。
下の焼結にあたっては、図２で明示されるように、中間
層５が介在するものである。この中間層５は、０．１〜
０．５ｍｍの厚みを有するＮｉ，ＣｏまたはＮｉ−Ｃｏ
合金からなるものである。中間層５を介在させたのは、
超高圧焼結体層４のクラック発生を減少させるためであ
る。すなわち、超高圧焼結体層４およびシャンク２を直
接焼結固着すると、両者間の熱膨張係数差に基づく残留
応力が発生することから、この残留応力を緩和させるた
め、中間層５を介在させたものである。そして、Ｎｉ，
ＣｏまたはＮｉ−Ｃｏ合金からなる中間層５を選択した
のは、残留応力を塑性変形によって吸収できることのほ
か、ダイヤモンドや立方晶窒化硼素と反応して炭化物や
窒化物を作らないこと、融点が比較的高いことなどの理
由からである。
【００１０】さらに、中間層５の厚みは、０．１〜０．
５ｍｍが好適範囲である。これは、０．１ｍｍよりも薄
いと残留応力の緩和効果が充分でなく、０．５ｍｍをこ
えると残留応力の緩和効果はあるものの、ドリル等に加
工して使用した場合、この部分だけ摩耗が大きくえぐら
れやすい欠点を有するからである。
５ｍｍが好適範囲である。これは、０．１ｍｍよりも薄
いと残留応力の緩和効果が充分でなく、０．５ｍｍをこ
えると残留応力の緩和効果はあるものの、ドリル等に加
工して使用した場合、この部分だけ摩耗が大きくえぐら
れやすい欠点を有するからである。
【００１１】このようにして構成された切削工具用素材
１は、棒状のシャンク２に溝部３を形成して、中間層５
を介して超高圧焼結体層４を超高圧高温下で焼結固着す
るようにしてもよい。しかし、多くの場合は、図３以下
で示されるような本発明の製造法により切削工具用素材
１を得た方が効率がよい。
１は、棒状のシャンク２に溝部３を形成して、中間層５
を介して超高圧焼結体層４を超高圧高温下で焼結固着す
るようにしてもよい。しかし、多くの場合は、図３以下
で示されるような本発明の製造法により切削工具用素材
１を得た方が効率がよい。
【００１２】図３は、本発明切削工具用素材の製造法に
おける出発素材１０を示すもので、出発素材１０は、超
硬合金からなり、その円形端面には、平行関係にある溝
部１１を凹設したものである。具体的には、外径２３ｍ
ｍ、高さ１０ｍｍのＷＣ−５．５％Ｃｏからなる超硬合
金を適用し、溝部１１は、深さ＝４ｍｍ、開口端幅＝
２．０６ｍｍ、底部半径＝０．７５ｍｍとしたものであ
る。なお、溝部１１の断面形状については、Ｕ字状また
はＶ字状が好適する。
おける出発素材１０を示すもので、出発素材１０は、超
硬合金からなり、その円形端面には、平行関係にある溝
部１１を凹設したものである。具体的には、外径２３ｍ
ｍ、高さ１０ｍｍのＷＣ−５．５％Ｃｏからなる超硬合
金を適用し、溝部１１は、深さ＝４ｍｍ、開口端幅＝
２．０６ｍｍ、底部半径＝０．７５ｍｍとしたものであ
る。なお、溝部１１の断面形状については、Ｕ字状また
はＶ字状が好適する。
【００１３】この出発素材１０溝部１１内には、中間層
５を形成するＮｉ，ＣｏまたはＮｉ合金からなる箔が配
置された後、超高圧焼結体層４を構成する混合粉末が詰
込まれ、図４のようなカプセル１２を適用して超高圧高
温下に露され、前記混合粉末が焼結される。この場合の
具体例は、中間層５を形成する箔としては２００μｍの
Ｎｉ箔、Ｚｒからなるカプセル１２を適用した。
５を形成するＮｉ，ＣｏまたはＮｉ合金からなる箔が配
置された後、超高圧焼結体層４を構成する混合粉末が詰
込まれ、図４のようなカプセル１２を適用して超高圧高
温下に露され、前記混合粉末が焼結される。この場合の
具体例は、中間層５を形成する箔としては２００μｍの
Ｎｉ箔、Ｚｒからなるカプセル１２を適用した。
【００１４】なお、超高圧焼結体層４を構成する混合粉
末としては、ダイヤモンドおよび／または立方晶窒化硼
素と結合材の混合粉末を用いてもよいし、ダイヤモンド
および／または立方晶窒化硼素粉の上に溶媒金属を載置
して溶浸させてもよい。また、予め厚めのＮｉ合金を中
間層材として設置し、この一部をダイヤモンドおよび／
または立方晶窒化硼素粉に溶浸させてもよい。具体的に
は、出発素材１０をＺｒからなるカプセル１２内に挿入
した後、平均粒径３〜６μｍのダイヤモンド粒子を溝部
１１内に充填し、その上にＣｏ板１３およびＺｒからな
る蓋１４をして、適宜の高温高圧装置中に配置し、圧力
５５Ｋｂ、温度１５００℃の条件で１０分間焼結した。
冷却、減圧して取出した後、Ｚｒからなるカプセル１
２、Ｚｒからなる蓋１４を研削により除去すると、Ｎｉ
中間層５を有する複合焼結体が得られた。なお、前述し
たＣｏ板１３は、ダイヤモンド粒子中に溶浸し、結合材
の役割をなすものである。また、前述した焼結条件につ
いては、ダイヤモンドおよび／または立方晶窒化硼素が
低圧相に変化しないように充分な圧力を付与し、さら
に、ダイヤモンドおよび／または立方晶窒化硼素を含む
超高圧焼結体層４が形成されるに充分で、かつ中間層５
が拡散によって０．１ｍｍより薄くならないような温度
と時間を選ばなければならないものである。
末としては、ダイヤモンドおよび／または立方晶窒化硼
素と結合材の混合粉末を用いてもよいし、ダイヤモンド
および／または立方晶窒化硼素粉の上に溶媒金属を載置
して溶浸させてもよい。また、予め厚めのＮｉ合金を中
間層材として設置し、この一部をダイヤモンドおよび／
または立方晶窒化硼素粉に溶浸させてもよい。具体的に
は、出発素材１０をＺｒからなるカプセル１２内に挿入
した後、平均粒径３〜６μｍのダイヤモンド粒子を溝部
１１内に充填し、その上にＣｏ板１３およびＺｒからな
る蓋１４をして、適宜の高温高圧装置中に配置し、圧力
５５Ｋｂ、温度１５００℃の条件で１０分間焼結した。
冷却、減圧して取出した後、Ｚｒからなるカプセル１
２、Ｚｒからなる蓋１４を研削により除去すると、Ｎｉ
中間層５を有する複合焼結体が得られた。なお、前述し
たＣｏ板１３は、ダイヤモンド粒子中に溶浸し、結合材
の役割をなすものである。また、前述した焼結条件につ
いては、ダイヤモンドおよび／または立方晶窒化硼素が
低圧相に変化しないように充分な圧力を付与し、さら
に、ダイヤモンドおよび／または立方晶窒化硼素を含む
超高圧焼結体層４が形成されるに充分で、かつ中間層５
が拡散によって０．１ｍｍより薄くならないような温度
と時間を選ばなければならないものである。
【００１５】このようにして得られた複合焼結体は、図
５で示されるように配列によりワイヤカットされ、図１
に示されるような切削工具用素材１を製作した。この場
合、超高圧焼結体層４には、クラックの存在が観察され
なかった。
５で示されるように配列によりワイヤカットされ、図１
に示されるような切削工具用素材１を製作した。この場
合、超高圧焼結体層４には、クラックの存在が観察され
なかった。
【００１６】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように所定の中
間層５を介して超高圧焼結体層４が焼結固着されるよう
にした切削工具用素材およびその製造法である。したが
って、超高圧焼結体層４のクラック発生が減少し、ま
た、その深さ方向の長さも大きく採れることからリップ
ハイトの高いドリル、径の大きいドリル、エンドミルな
どに適用することができ汎用性が高くなるという利点を
有する。
間層５を介して超高圧焼結体層４が焼結固着されるよう
にした切削工具用素材およびその製造法である。したが
って、超高圧焼結体層４のクラック発生が減少し、ま
た、その深さ方向の長さも大きく採れることからリップ
ハイトの高いドリル、径の大きいドリル、エンドミルな
どに適用することができ汎用性が高くなるという利点を
有する。
【図１】本発明の切削工具用素材における一実施例を
（ａ）（ｂ）でそれぞれ示した斜視図である。
（ａ）（ｂ）でそれぞれ示した斜視図である。
【図２】一部拡大断面図である。
【図３】本発明切削工具用素材の製造法における出発素
材を示した斜視図である。
材を示した斜視図である。
【図４】カプセル内に出発素材を挿入した概念的な断面
図である。
図である。
【図５】得られた複合焼結体からの切出しパターンを説
示する平面図である。
示する平面図である。
１ 切削工具用素材 ２ シャンク ３ 溝部 ４ 超高圧焼結体層 ５ 中間層 １０ 出発素材 １１ 溝部 １２ カプセル
Claims (3)
- 【請求項１】 棒状をなす超硬合金製のシャンク２の一
端には、一文字状または十文字状を呈するように、ダイ
ヤモンド、立方晶窒化硼素などからなる超高圧焼結体層
４が切刃要素として備えられている切削工具用素材にお
いて、 前記超高圧焼結体層４は、中間層５を介して前記シャン
クに接合され、しかもこの中間層５が０．１〜０．５ｍ
ｍ厚みを有するＮｉ，Ｃｏ，またはＮｉ−Ｃｏ合金から
なっていることを特徴とする切削工具用素材。 - 【請求項２】 請求項１に記載された切削工具用素材を
製造するにあたって、以下の工程によって製造されるよ
うにしたことを特徴とする切削工具用素材の製造法。 （ａ） 超硬合金からなる出発素材１０の一端面に設け
られた平行または格子状の溝部１１の内面にＮｉ，Ｃｏ
またはＮｉ−Ｃｏ合金からなる箔を配置する工程。 （ｂ） 前記箔が配置された溝部１１内に、ダイヤモン
ド、立方晶窒化硼素、結合材などからなる混合粉末を詰
込む工程。 （ｃ） （ｂ）工程で得られた出発素材１０を高温高圧
下に露らすことにより前記混合粉末を焼結する工程。 （ｄ） （ｃ）工程により得られた複合焼結体をワイヤ
カットなどで切断し、請求項１に記載された切削工具用
素材を得る切断工程。 - 【請求項３】 請求項２（ｂ）に記載された詰込み工程
に対して、混合粉末の上に溶媒金属の薄板を載置する工
程を付加した切削工具用素材の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22653791A JP3290678B2 (ja) | 1991-08-12 | 1991-08-12 | 切削工具用素材およびその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22653791A JP3290678B2 (ja) | 1991-08-12 | 1991-08-12 | 切削工具用素材およびその製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0543918A true JPH0543918A (ja) | 1993-02-23 |
| JP3290678B2 JP3290678B2 (ja) | 2002-06-10 |
Family
ID=16846700
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22653791A Expired - Fee Related JP3290678B2 (ja) | 1991-08-12 | 1991-08-12 | 切削工具用素材およびその製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3290678B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109351999B (zh) * | 2018-09-20 | 2020-04-10 | 航天材料及工艺研究所 | 一种用于高硬度纤维增强陶瓷基复合材料件钻孔方法 |
-
1991
- 1991-08-12 JP JP22653791A patent/JP3290678B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3290678B2 (ja) | 2002-06-10 |
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|---|---|---|---|
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