JPH07237046A - 穴加工軸工具の被覆方法 - Google Patents

穴加工軸工具の被覆方法

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JPH07237046A
JPH07237046A JP3166494A JP3166494A JPH07237046A JP H07237046 A JPH07237046 A JP H07237046A JP 3166494 A JP3166494 A JP 3166494A JP 3166494 A JP3166494 A JP 3166494A JP H07237046 A JPH07237046 A JP H07237046A
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JP
Japan
Prior art keywords
coating
coating layer
drilling shaft
shaft tool
drill
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP3166494A
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English (en)
Inventor
Masuo Sasano
益生 笹野
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Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Materials Corp filed Critical Mitsubishi Materials Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 切れ刃先端部の耐摩耗性を損なうことなく、
ボデー全体の被膜層の耐剥離性を向上させる、穴加工軸
工具の被覆方法を提供する。 【構成】 円筒状治具5は、周壁に多数の開口(不図
示)が均一に形成された金網を円筒状に加工して作製し
たものである。PVD法等によるドリル被覆時に、ドリ
ル基体1のボデー3のみを円筒状治具5で囲むことによ
り、ドリル基体1の切れ刃先端部2には、従来と同様な
所定の膜厚の被膜層が形成されるが、ボデー3に向って
加速された硬質物質の粒子全体のうちその一部のみが円
筒状治具5の開口(不図示)を通過し、該通過した粒子
のみがボデー3に付着する。これにより、ボデー3の被
膜層の膜厚は、均一になるとともに、切れ刃先端部2の
被膜層の膜厚より薄くなる。結果的に、切れ刃先端部2
の耐摩耗性を損なうことなく、マージン部3aを含むボ
デー3全体の被膜層の耐剥離性が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、超硬合金で構成された
穴加工軸工具基体、例えばドリル基体の表面を硬化させ
るために、該表面にTiNあるいはTiCN等の硬質物
質を被覆させる被覆方法に関する。
【0002】
【従来の技術】周知の如く、機械部品等の金属製品の孔
開け加工にはドリルが広く用いられているが、被切削材
の硬度が高くなることに対処してドリル基体を粉末冶金
法等による超硬合金製のドリルが用いられるようになっ
てきた。そして、用途に応じる被切削材がステンレス鋼
等の高硬度の難削材になると、ドリルの摩耗が激しくな
るために、耐摩耗性を増加するべく、超硬合金のドリル
基体の表面に硬質被膜層を表面被覆したドリルが開発採
用されるようになってきた。硬質被膜層の被覆方法、す
なわち例えば穴加工軸工具としてのドリルの表面硬化方
法としては、一般的にPVD法あるいはCVD法等が用
いられている。図3に示すように、例えばPVD法にお
いては、硬質物質粒子の雰囲気中で、加速された硬質物
質粒子が、支持治具14に支持されたドリル基体10の
表面に衝突して付着することにより、前記表面に均一な
厚さの被膜層が形成され、被膜ドリルが得られる。被膜
層の膜厚は、切れ刃先端部11の耐摩耗性を十分に満た
すように決められている。符号12、14はそれぞれ、
ドリル基体10のボデー、シャンクを示している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記のとおり、被膜ド
リルの切れ刃先端部(刃先部)とボデー(側面部)での
被膜層の膜厚は基本的に等しくなる。ところが、一般的
に、被膜ドリルの耐摩耗性は、切れ刃先端部の被膜層の
膜厚が厚くなるほど向上する傾向にある。一方、切削時
におけるドリルの被膜層の剥離は、特に前記ボデーのマ
ージン部で発生しやすく、しかもボデーの被膜層の膜厚
が厚くなるほど発生しやすい傾向にある。以上のことか
ら、切れ刃先端部の耐摩耗性を確保する従来方法を用い
た場合、ボデーの被膜層の耐剥離性が十分ではなく、そ
して、この対剥離性を向上させようとすると、今度は、
耐摩耗性が低下することになる。なお、特開昭61−2
88910号公報には、ドリル基体の側面部(ボデー)
を適宜な間隙を介させて円筒でカバーしてマスキングす
ることにより、所定にドリル先端部の硬質被膜層の厚み
をドリル側面部(ボデー)よりも厚くするという旨の技
術が開示されているが、単に円筒状でカバーしただけで
は、ボデーに形成される被膜層はほんの僅かなものとな
るばかりか、被膜層の厚さも不均一になり、この技術は
甚だ未完成なものである。
【0004】本発明は、上記従来技術の有する問題点に
鑑みてなされたものであり、穴加工軸治具のボデーの被
膜層の膜厚を均一にし、かつ切れ刃先端部の被膜層の膜
厚よりも薄くすることにより、切れ刃先端部の耐摩耗性
を損なうことなく、ボデーの被膜層の耐剥離性を向上さ
せる、穴加工軸工具の被覆方法を提供することを目的と
する。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、硬質物質粒子の雰囲気中で、超鋼合金製の
穴加工軸工具基体の表面に向けて前記硬質物質粒子を衝
突させ付着させることにより、前記表面を被覆する方法
において、前記穴加工軸工具基体のボデーの外径よりも
大きな内径を有し、かつ周壁に多数の開口が均一に形成
された円筒状治具を用い、前記被覆時に、前記穴加工軸
工具基体を前記円筒状治具内に同軸上に設けることによ
り、前記穴加工軸工具基体の切れ刃先端部を除くボデー
全体を囲むことを特徴とするものである。また、前記円
筒状治具の開口の開口率の範囲が10%〜90%である
ものや、前記円筒状治具の内周面と前記穴加工軸工具基
体の外周面との間のクリアランスの範囲を1mm〜10
mmとすると、効果的である。
【0006】
【作用】請求項1に記載の発明では、被覆時には、穴加
工軸工具基体の切れ刃先端部には、従来と同様な所定の
膜厚の被膜層が形成されるが、穴加工軸工具基体のボデ
ーに向って加速された硬質物質の粒子全体のうちその一
部のみが円筒状治具の開口を通過し、該通過した粒子の
みがボデーに衝突して付着する。その結果、ボデーの被
膜層の厚さは、切れ刃先端部の被膜層の従来の所定の膜
厚より薄くなるとともに、均一に形成された開口によっ
ても均一になる。また、円筒状治具の開口の開口率の範
囲を10%〜90%にすることにより、開口を通過する
硬質物質の粒子量が、所定の膜厚が確実に得られるよう
なものに規制される。さらに、円筒状治具の内周面と前
記穴加工軸工具基体の外周面との間のクリアランスの範
囲を1mm〜10mmにすることにより、硬質物質の粒
子が円筒上治具の上端あるいは下端開口からボデーに周
り込まない。
【0007】
【実施例】次に、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。図1に示すように、PVD法等によるT
iNあるいはTiCN等の硬質物質を被覆の際に、穴加
工軸工具基体としてのドリル基体1は、そのシャンク4
が支持治具7内に挿入されて支持されている。そして、
円筒状治具5は、ドリル基体1の外径よりも大きな内径
を有し、この円筒状治具5を、ドリル基体1の切れ刃先
端部(刃先部)2を除くボデー(刃部)3の全体を取り
囲むように、支持治具7に載せる。これにより、ドリル
基体1のボデー3が円筒状治具5内に挿入された状態に
なる。円筒状治具5は、その下部内周面にフランジ部6
が形成され、このフランジ部6が支持治具7の上端に係
止されていることにより、支持治具7に支持されてい
る。この円筒状治具5はドリル基体1と同軸上に配置さ
れ、その内周面とドリル基体1のボデー3の外周面との
間には、後述する適当なクリアランスCが一様に設けら
れている。このクリアランスCは、以下に説明する実験
結果から1mm〜10mmの範囲が好ましい。なお、符
号3aはボデー3のマージン部を示している。
【0008】円筒状治具5としては、図2の(a)に示
すように、多数の矩形状の開口8aが均一に形成された
金網8を円筒状に加工したものを用いてもよいし、図2
の(b)に示すように、金属製の薄板9に多数の円形の
穴9aを均一に開けたものを円筒状に加工したものを用
いることができる。そして、円筒状治具5の開口の開口
率(間隙率)Kは、以下に説明する実験結果から10%
〜90%の範囲が好ましい。
【0009】図1に示したように、PVD法等によるド
リル被覆時に、チャンバー(不図示)内において、ドリ
ル基体1のボデー3のみを円筒状治具5で囲むことによ
り、ドリル基体1の切れ刃先端部2には、従来と同様な
所定の膜厚の被膜層が形成されるが、ボデー3に向って
加速された硬質物質の粒子全体のうちその一部のみが、
円筒状治具5の均一に形成された開口(不図示)を通過
し、該通過した粒子のみがボデー3に衝突して付着す
る。これにより、ボデー3の被膜層の膜厚は、均一にな
るとともに、切れ刃先端部2の被膜層の所定の膜厚より
薄くなり、結果的に、切れ刃先端部2の耐摩耗性を損な
うことなく、マージン部3aを含むボデー3の被膜層の
耐剥離性を向上させたドリルが得られる。図1では、ド
リル基体1が一本しか図示されていないが、通常被覆
は、複数本のドリル基体をチャンバー(不図示)内にセ
ットしてから一括して行う。
【0010】
【表1】 表1は、マージン部の剥離性について、本実施例による
実験結果(No.1〜No.8)と比較例による実験結
果(No.9〜No.12)を示したものである。被覆
物として直径16mmの超硬合金製のソリッドドリル基
体を用い、円筒状治具の間隙率K、および円筒状治具と
ドリルのボデーとのクリアランスCを種々変化させるこ
とにより、表1に示すような、TiCNドリルの発明品
(No.1〜No.8)を得、また、従来方法により従
来品(No.9〜No.12)をも得た。蒸着条件は、
実施例および従来例とも、炉内圧力が4×10-3Tor
r、炉内温度が500℃である。
【0011】これらの発明品および従来品をマシニング
センタにセットし、被切削材SCM440(HRB:2
00〜230)に対し、切削材速度60m/min、送
り量0.3mm/rev、切削加工深さ40mm、湿式
条件で切削を行った結果、表1に示すように、実施例の
ドリルは比較例のドリルに対し、概ね、マージン部の耐
剥離性が極めて優れていることがわかる。また、円筒状
治具の間隙率Kを10%以上90%以下の範囲に設定す
ることが好ましいと判明した。すなわち、間隙率Kが1
0%未満の場合、円筒状治具を通過する硬質物質の量が
少なくなるため、ボデーの被膜層の膜厚が薄くなり過
ぎ、また被膜層に色ムラが生じた。間隙率Kが90%を
越す場合(実施例No.8参照)、ボデーの被膜層の膜
厚が厚くなり過ぎ、耐剥離性が低下する。さらに、ドリ
ル基体のボデーと円筒状治具との間のクリアランスCを
1mm以上10mm以下の範囲に設定することが好まし
いと判明した。すなわち、クリアランスCが1mm未満
の場合、ボデーの被膜層に、円筒状治具の開口の影響に
よる色ムラが生じた。クリアランスCが10mmを越す
場合(実施例No.6参照)、円筒状治具の上端開口か
ら硬質物質の粒子がボデーに周り込み、ボデーに形成さ
れる被膜層が厚くなり過ぎ、耐剥離性が低下する。円筒
状治具の開口の大きさ(寸法)は、色ムラを生じさせ
ず、ボデーに形成される被膜層が厚くなり過ぎないとい
う理由から、1mm〜10mmが好ましく、また、開口
の大きさと硬質物質の粒子径との間には、硬質物質が開
口を通過しやすい関係にあることが好ましい。上記実施
例では、穴開け工具であるドリルの被覆方法について説
明したが、これに限られず、エンドミルや、穴仕上げ工
具としての、ボデーの寸法精度が高く要求されるリーマ
等にも本発明を適用でき、ボデーの寸法精度を保った上
で、耐剥離性を向上させることができる。
【0012】
【発明の効果】本発明は、以上説明したとおりに構成さ
れているので、以下に記載するような効果を奏する。請
求項1に記載の方法は、ボデーに被覆される被膜層の厚
さが、均一になるとともに、切り刃先端部のそれよりも
薄くなり、結果的に、切れ刃先端部の耐摩耗性を確保し
た上で、ボデー全体の被膜層の対剥離性を向上させた穴
加工軸工具を容易に提供できる。請求項2に記載の発明
は、ボデーの被膜層の厚さを確実に所定の厚さにでき、
ボデーに色ムラが発生せず、耐剥離性がさらに向上す
る。請求項3に記載の発明は、クリアランスに起因する
ボデーの色ムラが防止される。請求項4に記載の発明
は、上記のような優れた性能のドリルを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の穴加工軸工具の被覆方法の一実施例を
説明するための、ドリル基体および円筒状治具を示す断
面図である。
【図2】図1に示した円筒状治具の例を示す拡大図であ
り、(a)は金網、(b)は円形の開口が多数形成され
た薄板である。
【図3】本発明の穴加工軸工具の被覆方法の一実施例を
説明するための、ドリル基体および支持治具を示す断面
図である。
【符号の説明】
1 ドリル基体(穴加工軸工具基体) 2 切れ刃先端部 (刃先部) 3 ボデー(刃部、側面部) 3a マージン部 4 シャンク 5 円筒状治具 6 フランジ部 7 支持治具 8 金網 8a 開口 9 薄板 9a 開口 C クリアランス

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 硬質物質粒子の雰囲気中で、超鋼合金製
    の穴加工軸工具基体の表面に向けて前記硬質物質粒子を
    衝突させ付着させることにより、前記表面を被覆する方
    法において、 前記穴加工軸工具基体のボデーの外径よりも大きな内径
    を有し、かつ周壁に多数の開口が均一に形成された円筒
    状治具を用い、前記被覆時に、前記穴加工軸工具基体を
    前記円筒状治具内に同軸上に設けることにより、前記穴
    加工軸工具基体の切れ刃先端部を除くボデー全体を囲む
    ことを特徴とする、穴加工軸工具の被覆方法。
  2. 【請求項2】 前記円筒状治具の開口の開口率の範囲が
    10%〜90%である請求項1に記載の穴加工軸工具の
    被覆方法。
  3. 【請求項3】 前記円筒状治具の内周面と前記穴加工軸
    工具基体の外周面との間のクリアランスの範囲が1mm
    〜10mmである請求項1または2に記載の穴加工軸工
    具の被覆方法。
  4. 【請求項4】 前記穴加工軸工具基体がドリル基体であ
    る請求項1乃至3のいずれか1項に記載の穴加工軸工具
    の被覆方法。
JP3166494A 1994-03-01 1994-03-01 穴加工軸工具の被覆方法 Withdrawn JPH07237046A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8043035B2 (en) 2006-09-06 2011-10-25 Sandvik Intellectual Property Ab Coated drill and method of making the same

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8043035B2 (en) 2006-09-06 2011-10-25 Sandvik Intellectual Property Ab Coated drill and method of making the same

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Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20010508