JPH07107166B2 - 複合捩れ焼結体の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、複合捩れ焼結体の製造方法に関し、特に細長
い複合捩れ焼結体が容易に加工できる有利な製造方法を
提供するものである。得られた複合捩れ焼結体は、一般
的には、エンドミル、リーマなどの焼結体工具に適用さ
れる。

（従来の技術） 従来、この種の複合焼結体を備えたエンドミリ、リーマ
等としては、例えば、特開昭56−9552号公報、特開昭56
−95529号公報、実開昭59−90513号公報、実開昭59−19
3631号公報にみられるものが開示されている。そして、
これらの公報の一部には、ダイヤモンド粒子および／ま
たは高圧相窒化硼素粒子を含有した多結晶焼結体からな
る捩れを伴った切刃が示されている。しかし、これらの
捩れを伴った切刃は、研削によって捩れを形成したり、
あるいは、捩れの長さが短かく、また捩れの角度が小さ
いものであった。

（発明が解決しようとする問題点） したがって、前述した焼結体工具では、捩れ刃の形成が
容易でなく、しかも長さが短いため捩れ刃の特徴を充分
に活かせるものではなかった。このようなことから、捩
れを伴った複合焼結体工具では、長さが長く、しかも捩
れ角を広範囲にわたって選択できる複合捩れ焼結体の製
造方法の開発が問題点になっている。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上述の問題点を解消するためになされたもの
で、複合焼結体の焼結工程および得られた複合焼結体を
素材として複合捩れ焼結体を得る切断工程からなるもの
である。すなわち、焼結工程では、外周側面に捩れ溝を
備えた中空円筒状の台金部材が用意されるとともに、こ
の捩れ溝内には、硬質焼結体層が焼結されることによっ
て複合焼結体が形成されるようにしたものである。ま
た、この複合焼結体を素材とする切断工程では、前記台
金部材が捩れ溝に沿って一定巾で切断されることによ
り、細長い捩れを伴った複合焼結体が形成されるように
したものである。この場合、複合焼結体の焼結は、超高
圧発生装置が適用され、また切断は、放電ワイヤカッテ
ィング法、電子ビーム、レザービーム、イオンビームな
どの高エネルギービーム加工などが適用される。

（実施例） 以下、本発明複合捩れ焼結体の製造方法における一実施
例について図を参照しながら説明する。

第１図において、（１）は、長手方向に捩れを伴った複
合捩れ焼結体であり、この複合捩れ焼結体（１）は、台
金（２）および硬質焼結体層（３）からなり、中間製品
として、エンドミル、リーマ等の焼結体工具に適用され
る。この場合、台金（２）は、横断面でＬ字状を呈する
ものであり、超硬合金、撓結合金等からなる。そして、
超硬合金のときは、通常WC−Co系のものが適用される。
また、硬質焼結体層（３）は、ダイヤモンド粒子および
／または高圧相窒化硼素粒子を通常40％以上含有した組
成分からなるもので、高温高圧下で撓結される。そし
て、この硬質焼結体層（３）の組成分は、例えば、特公
昭52−12126号公報、特公昭52−43846号公報、特公昭57
−3631等各種の提案がなされているものである。また、
これらの台金（２）および硬質焼結体層（３）間には、
例えば、特開昭61−293705号公報などにみられる中間層
を設けることも可能である。

しかして、第１図にみられるような複合捩れ焼結体
（１）は、中間円筒状をなす複合焼結体（４）の焼結工
程およびこの複合焼結体（４）を素材とした切断工程に
よって得られる。この場合、複合焼結体（４）は、中空
円筒状をなす台金部材（4a）およびこの台金部材（4a）
の外周側面に設けられた捩れ溝（５）内に焼結固着され
る硬質焼結体部材（4b）からなるものである。

前記複合焼結体（４）の焼結工程は、例えば、第３図で
みられるようなZrからなる有底筒状のカプセル（６）が
利用され、適宜の高温高圧装置により高温高圧条件が付
与される。そして、このカプセル（６）は、その内部に
中空円筒状の超硬合金からなる台金部材（4a）、台金部
材（4a）の捩れ溝（５）内に充填されるダイヤモンド粒
子等からなる硬質材料層（７）、黒鉛棒（８）および薄
肉の金属スリーブ（９）が挿入され、その上部には、Zr
からなる蓋（10）が位置する。この場合、金属スリーブ
（９）は、例えば、薄いCo板からなるもので、ダイヤモ
ンド粒子等からなる硬質材料層（７）の撓結時に、硬質
材料層（７）内に溶浸し、結合材の役割をなす。

得られた複合焼結体（４）は、第２図で明示されるよう
に中空円筒状を呈するが、本実施例では設定した形状・
寸法等は、以下のとおりである。

すなわち、複合焼結体（４）の台金部材（4a）について
は、WC−12重量％Coからなる焼結済の超硬合金を適用
し、その形状は、外径＝φ20mm、内径＝φ9mm、高さ＝2
0mmとし、25゜の捩れ角を有する捩れ溝（５）を４つ周
方向に等分割で形成した。このときの捩れ溝（５）は、
巾＝2mm、深さ＝3.5mmに設定した。また、複合焼結体
（４）の硬質材料層（７）については、３〜５μの平均
粒子を有するダイヤモンド粒子を適用し、前述したCo板
からなる金属スリーブ（９）を溶浸させるようにした。
なお、このときの焼結条件は、1600℃、60気圧で10分間
保持したものである。

次いで、複合焼結体（４）の切断工程は、第２図の想像
線でみられるように台金部材（4a）の捩え溝（５）に沿
って一定巾で切断されるものである。この切断にあたっ
て、前期硬質焼結体部材（4b）は、切断側面の一方に片
寄るものである。これは、切削時のすくい面および逃げ
面の構成から、研削代をできるだけ少なくする配慮であ
る。この結果、得られた複合捩れ焼結体（１）は、台金
（２）および硬質焼結体層（３）が長手方向で捩れを伴
って延び、しかもその横断面では、一定巾を有する平行
四辺形を呈する。この場合、複合焼結体（４）の切断
は、通常電子ビーム、レザービーム、イオンビームなど
の高エネルギービーム加工、放電ワイヤカッティング法
などが適用される。これらの方法は、例えば、特開昭61
−506号公報、特開昭62−124833号公報、特開昭61−209
821号公報等に開示されている。

本実施例では、前述した複合焼結体（４）の仕様から約
4mm巾×5.5mm高さ×20mm長さで25゜の捩れ角を有する複
合捩れ焼結体（１）が放電ワイヤカッテイング法による
切断で得られた。この場合、図示しないワイヤーは、第
２図の想像線でみられるように対称位置にある硬質焼結
体部材（4b）を基準にして矢印のように切断していくも
のであり、特に、上方から下方に向って切断されてきた
台金部材（4a）の底部付近では、切断想像線が水平およ
び上方に折曲することにより、台金部材（4a）の分断が
ないように配慮される。

このようにして得られた複合捩れ焼結体（１）は、いわ
ゆる中間製品であり、第４図および第５図に示されるよ
うな捩れ刃を有するエンドミル（11）に適用された。

すなわち、このエンドミル（11）は、工具本体（12）お
よびシヤンク（13）からなり、工具本体（12）の捩れ溝
（14）内には、複合捩れ焼結体（１）がろう付けされ、
次いで研削工程を経て前記硬質焼結体層（３）が切刃部
分を構成する。この場合、前記硬質焼結体層（３）は、
すくい面側で巾が広く、逃げ面倒で厚みが薄くなるよう
に形成される。したがって、焼結体工具の再研削では、
外周逃げ面の研削が合理的に行なえるものである。

（発明の効果） 本発明、以上説明したように、複合焼結体（４）の焼結
工程および切断工程によって細長い複合捩れ焼結体
（１）が得られるようにしたものであるから、以下のよ
うな効果を有する。

第１に、複合捩れ焼結体（１）が容易に製造できること
である。これは、焼結工程では、中空円筒状をなす台金
部材（4a）の外周面に設けられた捩れ溝（4b）内に、硬
質焼結体部材（4b）が備えられるようにした複合焼結体
（４）を撓結すればよく、また切断工程では、複合焼結
体（４）の台金部材（4a）が捩れ溝（５）の捩れに沿っ
て高エネルギービーム加工などで一定巾に切断すればよ
いからである。

第２に、複合捩れ焼結体（１）の捩れ角も広範囲にわた
って設定することができ、これに伴って強捩れの切刃を
有する焼結体工具に適用できることである。これは、台
金部材（4a）の捩れ溝（５）が適宜の角度で設定できる
からである。そして、強捩れの切刃を有する焼結体工具
では、びびり振動の抑制などの特徴を活かせる利点があ
る。

第３に、捩れを伴った焼結体工具におけるすくい面、逃
げ面の構成が合理的になっていることである。これは、
複合捩れ焼結体（１）の硬質焼結体層（３）について
は、捩れを伴った焼結体工具を構成したときは、すくい
面側で巾を広く、逃げ面側で厚さを薄くできる構成にな
っているからであり、このため、外周逃げ面側の再研削
が容易となるからである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明複合捩れ焼結体の製造方法によって得
られた複合捩れ焼結体の一実施例を示す斜視図、第２図
は、素材としての複合焼結体を示す斜視図、第３図は、
複合燒結体を焼結するときのカプセル内の配置を示す断
面図、第４図は、エンドミルに適用した斜視図、第５図
は、一部拡大側面図である。 （１）……複合捩れ焼結体、（２）……台金 （３）……硬質焼結体層、（４）……複合焼結体、 （4a）……台金部材、（4b）……硬質材料層部材 （５）……捩れ溝、（７）……硬質材料層 （11）……エンドミル、（12）……工具本体 （13）……シヤンク

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複合焼結体を形成する焼結工程および得ら
   れた複合焼結体を素材として、複合捩れ焼結体を形成す
   る切断工程からなる複合捩れ焼結体の製造方法におい
   て、 前記焼結工程では、外周側面に捩れ溝を備えた中空円筒
   状の台金部材が用意され、次いで、この台金部材の捩れ
   溝に充填されたダイヤモンド粒子および／または高圧相
   窒化硼素粒子を含有する硬質材料層が高温高圧下に露ら
   されることにより焼結され、これに伴って、台金部材の
   捩れ溝内に硬質焼結体層を備えた中空円筒状の複合焼結
   体が素材として形成され、 前記切断工程では、前記台金部材が捩れ溝の捩れに沿っ
   て一定巾で、しかも前記硬質焼結体層が切断側面の一方
   に片寄るように切断され、これによって前記台金部材お
   よび硬質焼結体層が長手方向に捩れを伴って延び、しか
   も略平行四辺形を呈する細長い複合捩れ焼結体が形成さ
   れるようにしたことを特徴とする複合捩れ焼結体の製造
   方法。