JPH07178605A - アルミ切削加工用超硬チップ - Google Patents
アルミ切削加工用超硬チップInfo
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- JPH07178605A JPH07178605A JP34666093A JP34666093A JPH07178605A JP H07178605 A JPH07178605 A JP H07178605A JP 34666093 A JP34666093 A JP 34666093A JP 34666093 A JP34666093 A JP 34666093A JP H07178605 A JPH07178605 A JP H07178605A
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- aluminum cutting
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- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 30
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Landscapes
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は充分な靱性と強度を保ちつつ、中高
温でアルミとの反応が極めて少ない超硬材質を創生しア
ルミ切削加工用超硬チップに供することを目的とする。 【構成】 ＷＣ基超硬合金においてＣｒが金属結合相量
に対して５〜３５重量％含有され、該結合相量が合金の
４〜２５重量％を占め、残部が平均粒径０．２〜７μｍ
のＷＣで構成されるアルミ切削加工用超硬チップ。
温でアルミとの反応が極めて少ない超硬材質を創生しア
ルミ切削加工用超硬チップに供することを目的とする。 【構成】 ＷＣ基超硬合金においてＣｒが金属結合相量
に対して５〜３５重量％含有され、該結合相量が合金の
４〜２５重量％を占め、残部が平均粒径０．２〜７μｍ
のＷＣで構成されるアルミ切削加工用超硬チップ。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はアルミ切削加工用として
優れた特性を発揮する超硬チップに関するものである。
優れた特性を発揮する超硬チップに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】アルミの切削加工は、特にアルミとチッ
プの溶着が激しいため刃先角度を鋭利にする、チップの
表面を鏡面ラップ仕上げをする、摩擦係数の低い表面被
覆（ＴｉＮ、ＴｉＣＮ、ダイヤ、ＣＢＮなど）をするな
どの対処をしている。しかし、刃先角度を鋭利にすると
欠けやすくなり、鏡面ラップは製造コストがかかるとと
もに曲面のラップが困難である、表面被覆は膜の剥離が
頻繁で安定した切削加工が困難であるなどの問題があ
る。
プの溶着が激しいため刃先角度を鋭利にする、チップの
表面を鏡面ラップ仕上げをする、摩擦係数の低い表面被
覆（ＴｉＮ、ＴｉＣＮ、ダイヤ、ＣＢＮなど）をするな
どの対処をしている。しかし、刃先角度を鋭利にすると
欠けやすくなり、鏡面ラップは製造コストがかかるとと
もに曲面のラップが困難である、表面被覆は膜の剥離が
頻繁で安定した切削加工が困難であるなどの問題があ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このようにアルミの切
削加工用 超硬チップは近年広範に用いられてきてはい
るが、中高温でアルミとの反応が極めて少なく、切削時
の刃先にかかる応力集中に充分耐え得る靱性と強度を持
った切削加工用超硬チップはなかった。
削加工用 超硬チップは近年広範に用いられてきてはい
るが、中高温でアルミとの反応が極めて少なく、切削時
の刃先にかかる応力集中に充分耐え得る靱性と強度を持
った切削加工用超硬チップはなかった。
【０００４】
【本発の目的】本発明は充分な靱性と強度を保ちつつ、
中高温でアルミとの反応が極めて少ない超硬材質を創生
しアルミ切削加工用超硬チップに供することを目的とす
る。
中高温でアルミとの反応が極めて少ない超硬材質を創生
しアルミ切削加工用超硬チップに供することを目的とす
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、中高温に
おけるアルミと超硬との反応機構を鋭意調査した結果、
超硬表面の損傷はアルミと超硬材質の構成要素である金
属結合相とが反応していること、金属結合相はＣｏが一
般的であるが、Ｃｒを従来になく多量に含んだＣｏ−Ｃ
ｒ系を金属結合相とすることでその反応が極端に減少す
ること、さらにＮｉ、Ｆｅ、Ｖ、ＴａＣ、ＮｂＣ、Ｙな
どを適宜添加することで反応はさらに減少し得ることを
見いだした。
おけるアルミと超硬との反応機構を鋭意調査した結果、
超硬表面の損傷はアルミと超硬材質の構成要素である金
属結合相とが反応していること、金属結合相はＣｏが一
般的であるが、Ｃｒを従来になく多量に含んだＣｏ−Ｃ
ｒ系を金属結合相とすることでその反応が極端に減少す
ること、さらにＮｉ、Ｆｅ、Ｖ、ＴａＣ、ＮｂＣ、Ｙな
どを適宜添加することで反応はさらに減少し得ることを
見いだした。
【０００６】
【作用】以下、特許請求の範囲に従ってさらに詳細に説
明する。まずＣｒは金属結合相に対して５〜３５重量％
含有されることが必要である。５％未満では耐アルミ反
応性が不十分であり、３５％を越えるとＣｏ3Ｃｒ やＣ
ｏ2Ｃｒ などの金属間化合物や複炭化物が製造過程で形
成され、靱性が低下する。
明する。まずＣｒは金属結合相に対して５〜３５重量％
含有されることが必要である。５％未満では耐アルミ反
応性が不十分であり、３５％を越えるとＣｏ3Ｃｒ やＣ
ｏ2Ｃｒ などの金属間化合物や複炭化物が製造過程で形
成され、靱性が低下する。
【０００７】結合相量は合金の３〜２５重量％を占める
ことが望ましい。３％未満では靱性が低下し応力集中に
耐えれなくて破損する確率が高くなる。２５％を越える
と剛性が低下し、実用に供し得ない。ＷＣの平均粒径は
０．２〜７μｍであることが本発明の主旨に合致する。
０．２μｍ未満では靱性（破壊靱性値Ｋ1C）が低下し欠
けの確率が高くなる。７μｍを越えるとＷＣ炭化物自体
が破壊の起点となるためやはり靱性が低下し実用上望ま
しくない。
ことが望ましい。３％未満では靱性が低下し応力集中に
耐えれなくて破損する確率が高くなる。２５％を越える
と剛性が低下し、実用に供し得ない。ＷＣの平均粒径は
０．２〜７μｍであることが本発明の主旨に合致する。
０．２μｍ未満では靱性（破壊靱性値Ｋ1C）が低下し欠
けの確率が高くなる。７μｍを越えるとＷＣ炭化物自体
が破壊の起点となるためやはり靱性が低下し実用上望ま
しくない。
【０００８】超硬は一般に１４００℃近辺の高温で焼結
して製造されるためＷＣや他の炭化物が金属結合相に溶
解するため金属結合相にはＷ、Ｔａ、Ｎｂなどが必然的
に小量含有される。Ｃｏの一部をＮｉで置換すると耐食
性と耐酸化性が向上し実用上好ましい。この場合１０％
未満ではＮｉの効果が明瞭でなく４０％を越えるとやや
靱性が低下するため１０〜４０％とした。
して製造されるためＷＣや他の炭化物が金属結合相に溶
解するため金属結合相にはＷ、Ｔａ、Ｎｂなどが必然的
に小量含有される。Ｃｏの一部をＮｉで置換すると耐食
性と耐酸化性が向上し実用上好ましい。この場合１０％
未満ではＮｉの効果が明瞭でなく４０％を越えるとやや
靱性が低下するため１０〜４０％とした。
【０００９】さらにＣｏの一部をＦｅで置換すると目下
理由は不明だがアルミの溶着が減少する。この場合５％
未満ではＦｅの効果が明瞭でなく１０％を越えるとやや
靱性が低下するため５〜１０％とした。Ｃｒの一部をＶ
で置換するとこれも目下理由は不明だがアルミの溶着が
減少する。この場合１０％未満ではＶの効果が明瞭でな
く３０％を越えるとやや靱性が低下するため１０〜３０
％とした。
理由は不明だがアルミの溶着が減少する。この場合５％
未満ではＦｅの効果が明瞭でなく１０％を越えるとやや
靱性が低下するため５〜１０％とした。Ｃｒの一部をＶ
で置換するとこれも目下理由は不明だがアルミの溶着が
減少する。この場合１０％未満ではＶの効果が明瞭でな
く３０％を越えるとやや靱性が低下するため１０〜３０
％とした。
【００１０】ＷＣの一部を耐火炭化物で置換するとそれ
ぞれの炭化物に応じた効果が得られる。ＴａＣで置換す
ると中高温での強度が向上し、実用上好ましい。この場
合３％未満ではＴａＣの効果が明瞭でなく１０％を越え
るとやや靱性が低下するため３〜１０％とした。ＮｂＣ
も同じ効果が得られる。この場合３％未満ではＮｂＣの
効果が明瞭でなく１０％を越えるとやや靱性が低下する
ため３〜１０％とした。Ｃｏの一部をＹ（イットリウ
ム）で置換すると金属結合相の表面が酸化物で覆われ易
くなるためアルミとの相互反応が抑制されチップ表面の
損傷が低減される。この場合０．０５％未満ではＹの効
果が明瞭でなく０．３％を越えるとやや靱性が低下する
ため０．０５〜０．３％とした。
ぞれの炭化物に応じた効果が得られる。ＴａＣで置換す
ると中高温での強度が向上し、実用上好ましい。この場
合３％未満ではＴａＣの効果が明瞭でなく１０％を越え
るとやや靱性が低下するため３〜１０％とした。ＮｂＣ
も同じ効果が得られる。この場合３％未満ではＮｂＣの
効果が明瞭でなく１０％を越えるとやや靱性が低下する
ため３〜１０％とした。Ｃｏの一部をＹ（イットリウ
ム）で置換すると金属結合相の表面が酸化物で覆われ易
くなるためアルミとの相互反応が抑制されチップ表面の
損傷が低減される。この場合０．０５％未満ではＹの効
果が明瞭でなく０．３％を越えるとやや靱性が低下する
ため０．０５〜０．３％とした。
【００１１】
【実施例】ＷＣ、Ｃｏ、Ｃｒなどの原料粉末を所定の比
に秤量後ボールミルでアルコールを分散剤として用い７
２時間湿式混合した。混合終了後スプレードライを用い
て乾燥造粒を行った。できた造粒粉をプレス成形し適宜
処理温度を選定しながら真空焼結を行った。焼結完了後
所定の形状に加工し靱性（破壊靱性値Ｋ１Ｃ）、アルミ
との反応性および切削性能をを調査した。
に秤量後ボールミルでアルコールを分散剤として用い７
２時間湿式混合した。混合終了後スプレードライを用い
て乾燥造粒を行った。できた造粒粉をプレス成形し適宜
処理温度を選定しながら真空焼結を行った。焼結完了後
所定の形状に加工し靱性（破壊靱性値Ｋ１Ｃ）、アルミ
との反応性および切削性能をを調査した。
【００１２】アルミとの反応性は鏡面ラップした各超硬
試料の上にアルミの円筒状の塊を置き真空中８００℃で
２時間放置後超硬ラップ面に生じた反応相の厚みで評価
した。評価は下記のように４段階とした。 １：反応相の厚みが３０μｍ未満を（大いに効果あり） ２：３０〜７０μｍ （効果あり） ３：７１〜１００μｍ （従来より効果あ
り） ４：１００μｍを越えた場合 （従来と同じ）
試料の上にアルミの円筒状の塊を置き真空中８００℃で
２時間放置後超硬ラップ面に生じた反応相の厚みで評価
した。評価は下記のように４段階とした。 １：反応相の厚みが３０μｍ未満を（大いに効果あり） ２：３０〜７０μｍ （効果あり） ３：７１〜１００μｍ （従来より効果あ
り） ４：１００μｍを越えた場合 （従来と同じ）
【００１３】切削性能はチップ形状ＴＮＧＧ３３１（内
接円９．５２５ｍｍ、厚み４．７６ｍｍ、ノーズ０．４
ｍｍ）を用いて切削速度３００ｍｍ切り込み２ｍｍ送り
０．２ｍｍ／ＲＥＶ、アルミの旋削加工を行い、加工物
の表面状態、切り粉の形状、刃先の溶着状況等から判定
した工具寿命で良否を判定した。その結果を表１・表２
に示す。
接円９．５２５ｍｍ、厚み４．７６ｍｍ、ノーズ０．４
ｍｍ）を用いて切削速度３００ｍｍ切り込み２ｍｍ送り
０．２ｍｍ／ＲＥＶ、アルミの旋削加工を行い、加工物
の表面状態、切り粉の形状、刃先の溶着状況等から判定
した工具寿命で良否を判定した。その結果を表１・表２
に示す。
【００１４】
【表１】
【００１５】
【表２】
【００１５】
【発明の効果】このように本発明の材種はアルミに対す
る反応性が低くアルミ加工用の切削工具として優れた特
性をもつ。
る反応性が低くアルミ加工用の切削工具として優れた特
性をもつ。
Claims (7)
- 【請求項１】 ＷＣ基超硬合金においてＣｒが金属結合
相量に対して５〜３５重量％含有され、該結合相量が合
金の４〜２５重量％を占め、残部が平均粒径０．２〜７
μｍのＷＣで構成されることを特徴とするアルミ切削加
工用超硬チップ。 - 【請求項２】 請求項１記載のアルミ切削加工用超硬チ
ップにおいて金属結合相がＣｒ＋Ｃｏ＋硬質相より溶出
したＷ＋不可避不純物であることを特徴とするアルミ切
削加工用超硬チップ。 - 【請求項３】 請求項２記載のアルミ切削加工用超硬チ
ップにおいて、Ｃｏの１０〜４０％をＮｉで置換するこ
とを特徴とするアルミ切削加工用超硬チップ。 - 【請求項４】 請求項１ないし３記載のアルミ切削加工
用超硬チップにおいて、Ｃｒの１０〜３０％をＶで置換
することを特徴とするアルミ切削加工用超硬チップ。 - 【請求項５】 請求項１ないし４記載のアルミ切削加工
用超硬チップにおいて、ＷＣの３〜１０％をＴａＣで置
換することを特徴とするアルミ切削加工用超硬チップ。 - 【請求項６】 請求項１ないし５記載のアルミ切削加工
用超硬チップにおいてＴａＣの３〜１０％をＮｂＣで置
換することを特徴とするアルミ切削加工用超硬チップ。 - 【請求項７】 請求項１ないし５記載のアルミ切削加工
用超硬チップにおいてＣｏの０．０５〜０．３％をＹで
置換することを特徴とするアルミ切削加工用超硬チッ
プ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34666093A JP3591858B2 (ja) | 1993-12-22 | 1993-12-22 | アルミ切削加工用超硬チップ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34666093A JP3591858B2 (ja) | 1993-12-22 | 1993-12-22 | アルミ切削加工用超硬チップ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07178605A true JPH07178605A (ja) | 1995-07-18 |
| JP3591858B2 JP3591858B2 (ja) | 2004-11-24 |
Family
ID=18384955
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34666093A Expired - Fee Related JP3591858B2 (ja) | 1993-12-22 | 1993-12-22 | アルミ切削加工用超硬チップ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3591858B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003073766A (ja) * | 2001-08-28 | 2003-03-12 | Kyocera Corp | 高硬度焼結合金及びこれを用いたアルミニウム加工部材 |
-
1993
- 1993-12-22 JP JP34666093A patent/JP3591858B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003073766A (ja) * | 2001-08-28 | 2003-03-12 | Kyocera Corp | 高硬度焼結合金及びこれを用いたアルミニウム加工部材 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3591858B2 (ja) | 2004-11-24 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040727 |
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| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040824 |
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| R150 | Certificate of patent (=grant) or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
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