JPH10138032A - 高硬度材切削用超硬合金エンドミル - Google Patents
高硬度材切削用超硬合金エンドミルInfo
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- JPH10138032A JPH10138032A JP29416796A JP29416796A JPH10138032A JP H10138032 A JPH10138032 A JP H10138032A JP 29416796 A JP29416796 A JP 29416796A JP 29416796 A JP29416796 A JP 29416796A JP H10138032 A JPH10138032 A JP H10138032A
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Landscapes
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 最適な工具素材を明確にすることによって、
焼入れした金型用工具鋼等の高硬度材料を切削する場合
に、チッピングの発生を抑制し且つ優れた耐摩耗性を発
揮することのできる超硬合金エンドミル性を提供する。 【解決手段】 Ｃｏを主体とする結合相を６〜９重量％
含む他、Ｖ：０．１〜０．９重量％，Ｃｒ：０．１〜
１．５重量％，Ｔａ：０．１〜１．８重量％，Ｎｂ：
０．１〜１．８重量％よりなる群から選択される１種以
上を、炭化物、窒化物、炭窒化物、複合炭化物または複
合炭窒化物の形態で含み、残部がＷＣおよび不可避不純
物からなり、且つ保磁力と結合相量が所定の関係を満足
する超硬合金を工具母材とし、この工具母材表面に、周
期律表の４ａ族元素，ＡｌまたはＳｉの窒化物、炭窒化
物、硼化物、硼窒化物のいずれか、またはこれらの２種
以上の複合化合物からなる皮膜若しくは複合皮膜を被覆
したものである。
焼入れした金型用工具鋼等の高硬度材料を切削する場合
に、チッピングの発生を抑制し且つ優れた耐摩耗性を発
揮することのできる超硬合金エンドミル性を提供する。 【解決手段】 Ｃｏを主体とする結合相を６〜９重量％
含む他、Ｖ：０．１〜０．９重量％，Ｃｒ：０．１〜
１．５重量％，Ｔａ：０．１〜１．８重量％，Ｎｂ：
０．１〜１．８重量％よりなる群から選択される１種以
上を、炭化物、窒化物、炭窒化物、複合炭化物または複
合炭窒化物の形態で含み、残部がＷＣおよび不可避不純
物からなり、且つ保磁力と結合相量が所定の関係を満足
する超硬合金を工具母材とし、この工具母材表面に、周
期律表の４ａ族元素，ＡｌまたはＳｉの窒化物、炭窒化
物、硼化物、硼窒化物のいずれか、またはこれらの２種
以上の複合化合物からなる皮膜若しくは複合皮膜を被覆
したものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、焼入れした金型用
工具鋼の様な高硬度材を切削する際に用いる超硬合金エ
ンドミルに関し、殊に組成および保磁力を特定した超硬
合金を工具素材として用いると共に、その表面に適切な
皮膜を被覆することによって、優れた耐摩耗性を発揮す
ることのできる超硬合金エンドミルに関するものであ
る。
工具鋼の様な高硬度材を切削する際に用いる超硬合金エ
ンドミルに関し、殊に組成および保磁力を特定した超硬
合金を工具素材として用いると共に、その表面に適切な
皮膜を被覆することによって、優れた耐摩耗性を発揮す
ることのできる超硬合金エンドミルに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】金型用工具鋼の様な高硬度材を切削加工
する際には、従来では焼入れ前に切削加工にて粗加工を
行い、焼入れ後に放電加工、研削加工または切削加工に
よって仕上げ加工を行っていた。ところが近年では、工
程の短縮を図ることを目的として、焼入れ後の金型材を
切削加工だけで粗加工と仕上げ加工して金型製品とする
ことのできる様なエンドミルに対する要望が強くなって
いる。
する際には、従来では焼入れ前に切削加工にて粗加工を
行い、焼入れ後に放電加工、研削加工または切削加工に
よって仕上げ加工を行っていた。ところが近年では、工
程の短縮を図ることを目的として、焼入れ後の金型材を
切削加工だけで粗加工と仕上げ加工して金型製品とする
ことのできる様なエンドミルに対する要望が強くなって
いる。
【０００３】こうした技術として、例えば特開平５−５
７５１９号には、焼入れ後の高硬度材を切削するのに適
する様に、切刃の切れ味を損なうことなく且つチッピン
グも十分に防止できる切刃形状の高硬度材切削用超硬合
金製エンドミルが提案されている。またこうした切削工
具の素材としてはＷＣ−Ｃｏ系超硬合金が汎用されてい
るが、この超硬合金のＷＣ粒径の適切化や、Ｃｒ，Ｖ，
Ｔａ等の元素を炭化物の形態で添加することによって、
硬さや靭性等を改善できることも知られている（例え
ば、特公昭６２−５６９４４号）。
７５１９号には、焼入れ後の高硬度材を切削するのに適
する様に、切刃の切れ味を損なうことなく且つチッピン
グも十分に防止できる切刃形状の高硬度材切削用超硬合
金製エンドミルが提案されている。またこうした切削工
具の素材としてはＷＣ−Ｃｏ系超硬合金が汎用されてい
るが、この超硬合金のＷＣ粒径の適切化や、Ｃｒ，Ｖ，
Ｔａ等の元素を炭化物の形態で添加することによって、
硬さや靭性等を改善できることも知られている（例え
ば、特公昭６２−５６９４４号）。
【０００４】一方、高速度鋼や超硬合金等の工具母材表
面に硬質皮膜を形成して、工具の耐摩耗性を向上する技
術も各種提案されている。こうした硬質皮膜として、
（Ａｌ x Ｔｉ1-x ）（Ｎy Ｃ1-y ）（但し、０．５６≦
ｘ≦０．７５，０．６≦ｙ≦１．０）で示される窒化物
または炭窒化物（特開平２−１９４１５９号）、Ｔｉ
（Ｃx Ｎ1-x ）（但し、０．１≦ｘ≦０．６）で示され
る炭窒化物（特開平１−４２５７０号）、（Ａｌx Ｔｉ
1-x-y Ｓｉy ）（Ｎz Ｃ1-z ）（但し、０．０５≦ｘ≦
０．７５，０．０１≦ｙ≦０．１，０．６≦ｚ≦１．
０）で示される窒化物または炭窒化物（特開平７−３１
０１７４号）、（Ａｌx Ｔｉ1-x-y Ｓｉy ）（Ｂz Ｎ
1-z ）（但し、０．０５≦ｘ≦０．７５，０．０１≦ｙ
≦０．１，０．０１≦ｚ≦０．１２）で示される硼窒化
物（特開平７−３１０１７１号）等、様々なものが知ら
れている。
面に硬質皮膜を形成して、工具の耐摩耗性を向上する技
術も各種提案されている。こうした硬質皮膜として、
（Ａｌ x Ｔｉ1-x ）（Ｎy Ｃ1-y ）（但し、０．５６≦
ｘ≦０．７５，０．６≦ｙ≦１．０）で示される窒化物
または炭窒化物（特開平２−１９４１５９号）、Ｔｉ
（Ｃx Ｎ1-x ）（但し、０．１≦ｘ≦０．６）で示され
る炭窒化物（特開平１−４２５７０号）、（Ａｌx Ｔｉ
1-x-y Ｓｉy ）（Ｎz Ｃ1-z ）（但し、０．０５≦ｘ≦
０．７５，０．０１≦ｙ≦０．１，０．６≦ｚ≦１．
０）で示される窒化物または炭窒化物（特開平７−３１
０１７４号）、（Ａｌx Ｔｉ1-x-y Ｓｉy ）（Ｂz Ｎ
1-z ）（但し、０．０５≦ｘ≦０．７５，０．０１≦ｙ
≦０．１，０．０１≦ｚ≦０．１２）で示される硼窒化
物（特開平７−３１０１７１号）等、様々なものが知ら
れている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これま
でに提案されている高硬度材切削用エンドミルでは、近
年要求されている高い性能が発揮されているとは言えな
い。例えば前記特開平５−５７５１９号に開示された高
硬度材切削用超硬合金製エンドミルでは、切刃形状の工
夫だけしかされていないので、チッピング発生の抑制や
耐摩耗性の点で十分とは言えなかった。
でに提案されている高硬度材切削用エンドミルでは、近
年要求されている高い性能が発揮されているとは言えな
い。例えば前記特開平５−５７５１９号に開示された高
硬度材切削用超硬合金製エンドミルでは、切刃形状の工
夫だけしかされていないので、チッピング発生の抑制や
耐摩耗性の点で十分とは言えなかった。
【０００６】また超硬合金では、硬さを高くすると靭性
が低下することが知られており、エンドミル等の切削工
具として用いる場合において要求される種々の特性には
相反するものが多く、これらの特性が直接的に工具寿命
に結びつかないことが経験上知られている。更に、切削
工具に要求される材料特性は工具の種類や被削材等によ
って異なる為に、夫々の場合に応じて最適な材料設計を
行うことが重要である。
が低下することが知られており、エンドミル等の切削工
具として用いる場合において要求される種々の特性には
相反するものが多く、これらの特性が直接的に工具寿命
に結びつかないことが経験上知られている。更に、切削
工具に要求される材料特性は工具の種類や被削材等によ
って異なる為に、夫々の場合に応じて最適な材料設計を
行うことが重要である。
【０００７】一方、前記した各種の硬質皮膜を工具母材
表面に形成することは、切削工具の耐摩耗性を向上する
上で有効であることは知られているが、こうした効果は
各々の皮膜に対応した工具母材を使用することによって
初めて発揮されるものであり、こうした点を考慮しなけ
れば切削工具としての特性が十分に発揮されないことが
ある。
表面に形成することは、切削工具の耐摩耗性を向上する
上で有効であることは知られているが、こうした効果は
各々の皮膜に対応した工具母材を使用することによって
初めて発揮されるものであり、こうした点を考慮しなけ
れば切削工具としての特性が十分に発揮されないことが
ある。
【０００８】本発明は、こうした状況の下でなされたも
のであって、その目的は、最適な工具母材を明確にする
ことによって、焼入れした金型用工具鋼等の高硬度材を
切削する場合に、チッピングの発生を抑制し且つ優れた
耐摩耗性を発揮することのできる高硬度材切削用超硬合
金エンドミル性を提供することにある。
のであって、その目的は、最適な工具母材を明確にする
ことによって、焼入れした金型用工具鋼等の高硬度材を
切削する場合に、チッピングの発生を抑制し且つ優れた
耐摩耗性を発揮することのできる高硬度材切削用超硬合
金エンドミル性を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成した本発
明の高硬度材切削用超硬合金エンドミルとは、Ｃｏを主
体とする結合相を６〜９重量％含む他、Ｖ：０．１〜
０．９重量％，Ｃｒ：０．１〜１．５重量％，Ｔａ：
０．１〜１．８重量％，Ｎｂ：０．１〜１．８重量％よ
りなる群から選択される１種以上を、炭化物、窒化物ま
たは炭窒化物の形態で含み、残部がＷＣおよび不可避不
純物からなり、且つ保磁力が下記（１）式の関係を満足
する超硬合金を工具母材とし、 ［保磁力（Ｏｅ）］＞３９０−１０×［Ｃｏ含有量（重量％）］…（１） この工具母材の少なくとも刃先表面に、周期律表の４ａ
族元素，ＡｌまたはＳｉの窒化物、炭窒化物、硼化物、
硼窒化物のいずれか、またはこれらの２種以上の複合化
合物からなる皮膜若しくは複合皮膜を被覆した点に要旨
を有するものである。
明の高硬度材切削用超硬合金エンドミルとは、Ｃｏを主
体とする結合相を６〜９重量％含む他、Ｖ：０．１〜
０．９重量％，Ｃｒ：０．１〜１．５重量％，Ｔａ：
０．１〜１．８重量％，Ｎｂ：０．１〜１．８重量％よ
りなる群から選択される１種以上を、炭化物、窒化物ま
たは炭窒化物の形態で含み、残部がＷＣおよび不可避不
純物からなり、且つ保磁力が下記（１）式の関係を満足
する超硬合金を工具母材とし、 ［保磁力（Ｏｅ）］＞３９０−１０×［Ｃｏ含有量（重量％）］…（１） この工具母材の少なくとも刃先表面に、周期律表の４ａ
族元素，ＡｌまたはＳｉの窒化物、炭窒化物、硼化物、
硼窒化物のいずれか、またはこれらの２種以上の複合化
合物からなる皮膜若しくは複合皮膜を被覆した点に要旨
を有するものである。
【００１０】上記本発明の超硬合金エンドミルにおいて
は、エンドミルの切刃稜線の少なくとも先端部付近の軸
直交断面に現れるすくい角が−３０〜０°であることが
好ましい。
は、エンドミルの切刃稜線の少なくとも先端部付近の軸
直交断面に現れるすくい角が−３０〜０°であることが
好ましい。
【００１１】また本発明の超硬合金エンドミルにおい
て、工具母材表面に被覆される皮膜としては、具体的に
は、下記に列挙するものが好ましい。即ち、下記に硬質
皮膜は、上記工具母材表面に形成する皮膜とし相応しい
ものであり、こうした構成を採用することによって、工
具母材と硬質皮膜との相乗効果によってエンドミルの耐
摩耗性が一段と優れたものとなるのである。
て、工具母材表面に被覆される皮膜としては、具体的に
は、下記に列挙するものが好ましい。即ち、下記に硬質
皮膜は、上記工具母材表面に形成する皮膜とし相応しい
ものであり、こうした構成を採用することによって、工
具母材と硬質皮膜との相乗効果によってエンドミルの耐
摩耗性が一段と優れたものとなるのである。
【００１２】 （ａ）（Ａｌx Ｔｉ1-x ）（Ｎy Ｃ1-y ） （但し、０．５６≦ｘ≦０．７５，０．６≦ｙ≦１．
０）で示される窒化物または炭窒化物。 （ｂ）Ｔｉ（Ｃx Ｎ1-x ）（但し、０．１≦ｘ≦０．
６） で示される炭窒化物。 （ｃ）（Ａｌx Ｔｉ1-x-y Ｓｉy ）（Ｎz Ｃ1-z ） （但し、０．０５≦ｘ≦０．７５ ，０．０１≦ｙ≦
０．１，０．６≦ｚ≦１．０）で示される窒化物または
炭窒化物。 （ｄ）（Ａｌx Ｔｉ1-x-y Ｓｉy ）（Ｂz Ｎ1-z ） （但し、０．０５≦ｘ≦０．７５，０．０１≦ｙ≦０．
１，０．０１≦ｚ≦０．１２）で示される硼窒化物。
０）で示される窒化物または炭窒化物。 （ｂ）Ｔｉ（Ｃx Ｎ1-x ）（但し、０．１≦ｘ≦０．
６） で示される炭窒化物。 （ｃ）（Ａｌx Ｔｉ1-x-y Ｓｉy ）（Ｎz Ｃ1-z ） （但し、０．０５≦ｘ≦０．７５ ，０．０１≦ｙ≦
０．１，０．６≦ｚ≦１．０）で示される窒化物または
炭窒化物。 （ｄ）（Ａｌx Ｔｉ1-x-y Ｓｉy ）（Ｂz Ｎ1-z ） （但し、０．０５≦ｘ≦０．７５，０．０１≦ｙ≦０．
１，０．０１≦ｚ≦０．１２）で示される硼窒化物。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明者らは、超硬合金エンドミ
ルの耐摩耗性を向上させるべく、特にエンドミルを構成
する工具母材に着目し、高硬度材切削用超硬合金エンド
ミルとして最適な工具母材の実現を目指して様々な検討
を行った。
ルの耐摩耗性を向上させるべく、特にエンドミルを構成
する工具母材に着目し、高硬度材切削用超硬合金エンド
ミルとして最適な工具母材の実現を目指して様々な検討
を行った。
【００１４】工具母材を硬くすれば耐摩耗性を向上させ
ることができることが予想されるが、その為にＣｏ含有
量を低下させると工具母材は硬くなるが、チッピングが
発生し易くなり、却って工具寿命が低下するということ
が多い。また超硬合金の靭性を評価する基準として、抗
折力や破壊靭性値（ＫIC）が用いられているが、エンド
ミル等の工具として用いる場合に発生するチッピング
は、これらとは直接的な関係がないことが経験的に知ら
れており、チッピングの発生を支配する材料のパラメー
ターについては的確に把握されているとは言えない。
ることができることが予想されるが、その為にＣｏ含有
量を低下させると工具母材は硬くなるが、チッピングが
発生し易くなり、却って工具寿命が低下するということ
が多い。また超硬合金の靭性を評価する基準として、抗
折力や破壊靭性値（ＫIC）が用いられているが、エンド
ミル等の工具として用いる場合に発生するチッピング
は、これらとは直接的な関係がないことが経験的に知ら
れており、チッピングの発生を支配する材料のパラメー
ターについては的確に把握されているとは言えない。
【００１５】そこで本発明者らは、種々の超硬合金を工
具材料にしてエンドミルを作成し、高硬度材の切削を試
み、その性能について調査した。その結果について、材
料のパラメーターとして保磁力を選び、この保磁力とエ
ンドミルの性能との関係について整理したところ、保磁
力とＣｏ含有量が特定の関係を満足する場合には、エン
ドミルのチッピングが抑制され得ることを見出した。即
ち、工具母材の保磁力が前記（１）式の関係を満足する
場合には、エンドミルのチッピングが抑制されて優れた
特性が発揮されたのである。
具材料にしてエンドミルを作成し、高硬度材の切削を試
み、その性能について調査した。その結果について、材
料のパラメーターとして保磁力を選び、この保磁力とエ
ンドミルの性能との関係について整理したところ、保磁
力とＣｏ含有量が特定の関係を満足する場合には、エン
ドミルのチッピングが抑制され得ることを見出した。即
ち、工具母材の保磁力が前記（１）式の関係を満足する
場合には、エンドミルのチッピングが抑制されて優れた
特性が発揮されたのである。
【００１６】但し、前記（１）式の関係を満足するだけ
で、本発明の目的が達成されるものではなく、超硬合金
の組成を適切に調節する必要がある。次に、本発明にお
いて工具母材として用いる超硬合金の組成を規定した理
由について説明する。
で、本発明の目的が達成されるものではなく、超硬合金
の組成を適切に調節する必要がある。次に、本発明にお
いて工具母材として用いる超硬合金の組成を規定した理
由について説明する。
【００１７】本発明で工具母材として用いる超硬合金
は、Ｃｏを主体とする結合相を６〜９重量％含む必要が
ある。結合相が６重量％未満では硬質相を結合させる力
が不足して超硬合金にチッピングや欠けが発生し易くな
り、９重量％を超えると十分な耐摩耗性が得られない。
尚「Ｃｏを主体とする」とは、結合相を構成する元素が
主にＣｏであることを意味し、後述の炭化物等の形態で
添加される元素やＷを固溶していても良いことは勿論で
ある。要するに、本発明においては、Ｃｏ等の結合相と
なる元素の総量が６〜９重量％であれば上記効果が発揮
されるのである。
は、Ｃｏを主体とする結合相を６〜９重量％含む必要が
ある。結合相が６重量％未満では硬質相を結合させる力
が不足して超硬合金にチッピングや欠けが発生し易くな
り、９重量％を超えると十分な耐摩耗性が得られない。
尚「Ｃｏを主体とする」とは、結合相を構成する元素が
主にＣｏであることを意味し、後述の炭化物等の形態で
添加される元素やＷを固溶していても良いことは勿論で
ある。要するに、本発明においては、Ｃｏ等の結合相と
なる元素の総量が６〜９重量％であれば上記効果が発揮
されるのである。
【００１８】また上記超硬合金は、Ｖ：０．１〜０．９
重量％，Ｃｒ：０．１〜１．５重量％，Ｔａ：０．１〜
１．８重量％，Ｎｂ：０．１〜１．８重量％よりなる群
から選択される１種以上を含む必要がある。これらの元
素は、炭化物、窒化物または炭窒化物等の形態で添加さ
れるが、その添加量が０．１重量％未満ではその効果が
十分に発揮されず、また上記した上限を超えると却って
チッピング発生の原因となる。
重量％，Ｃｒ：０．１〜１．５重量％，Ｔａ：０．１〜
１．８重量％，Ｎｂ：０．１〜１．８重量％よりなる群
から選択される１種以上を含む必要がある。これらの元
素は、炭化物、窒化物または炭窒化物等の形態で添加さ
れるが、その添加量が０．１重量％未満ではその効果が
十分に発揮されず、また上記した上限を超えると却って
チッピング発生の原因となる。
【００１９】本発明は工具母材の耐摩耗性の向上および
チッピングの抑制に主眼を置いたものであるが、工具母
材表面に周期律表の４ａ族元素，ＡｌまたはＳｉの窒化
物、炭窒化物、硼化物、硼窒化物のいずれか、またはこ
れらの２種以上の複合化合物からなる皮膜若しくは複合
皮膜を被覆することも必要である。即ち、これらの皮膜
を被覆しなければ、切削時に早期に工具母材表面に大き
な摩耗やチッピングが発生し、上記した工具母材の改善
効果が十分に発揮されなくなる。
チッピングの抑制に主眼を置いたものであるが、工具母
材表面に周期律表の４ａ族元素，ＡｌまたはＳｉの窒化
物、炭窒化物、硼化物、硼窒化物のいずれか、またはこ
れらの２種以上の複合化合物からなる皮膜若しくは複合
皮膜を被覆することも必要である。即ち、これらの皮膜
を被覆しなければ、切削時に早期に工具母材表面に大き
な摩耗やチッピングが発生し、上記した工具母材の改善
効果が十分に発揮されなくなる。
【００２０】こうした皮膜として、上記した様に、（Ａ
ｌx Ｔｉ1-x ）（Ｎy Ｃ1-y ）（但し、０．５６≦ｘ≦
０．７５，０．６≦ｙ≦１．０）で示される窒化物また
は炭窒化物、Ｔｉ（Ｃx Ｎ1-x ）（但し、０．１≦ｘ≦
０．６）で示される炭窒化物、（Ａｌx Ｔｉ1-x-y Ｓｉ
y ）（Ｎz Ｃ1-z ）（但し、０．０５≦ｘ≦０．７５，
０．０１≦ｙ≦０．１，０．６≦ｚ≦１．０）で示され
る窒化物または炭窒化物、（Ａｌx Ｔｉ1-x-y Ｓｉy ）
（Ｂz Ｎ1-z ）（但し、０．０５≦ｘ≦０．７５，０．
０１≦ｙ≦０．１，０．０１≦ｚ≦０．１２）で示され
る硼窒化物、等の各皮膜が好ましい。
ｌx Ｔｉ1-x ）（Ｎy Ｃ1-y ）（但し、０．５６≦ｘ≦
０．７５，０．６≦ｙ≦１．０）で示される窒化物また
は炭窒化物、Ｔｉ（Ｃx Ｎ1-x ）（但し、０．１≦ｘ≦
０．６）で示される炭窒化物、（Ａｌx Ｔｉ1-x-y Ｓｉ
y ）（Ｎz Ｃ1-z ）（但し、０．０５≦ｘ≦０．７５，
０．０１≦ｙ≦０．１，０．６≦ｚ≦１．０）で示され
る窒化物または炭窒化物、（Ａｌx Ｔｉ1-x-y Ｓｉy ）
（Ｂz Ｎ1-z ）（但し、０．０５≦ｘ≦０．７５，０．
０１≦ｙ≦０．１，０．０１≦ｚ≦０．１２）で示され
る硼窒化物、等の各皮膜が好ましい。
【００２１】ところで形状面からチッピングを抑制する
という観点から、スクエアエンドミル等では、外周刃切
刃の軸直交断面に現れるすくい角を刃長全体に亘り−３
０〜０°にしたり、底刃にいわゆる面取りをすることが
好ましい。ここで面取りとは、エンドミルの切刃稜線の
少なくとも先端部近傍のすくい角を−３０〜０°にした
場合を例示したものである。一方、ボールエンドミルや
外周刃と底刃の連続部にＲ刃を持つエンドミルのＲ刃に
ついても同様であり、エンドミルの切刃稜線の少なくと
も先端部付近の軸直交断面に現れるすくい角を−３０〜
０°にすることが好ましい。
という観点から、スクエアエンドミル等では、外周刃切
刃の軸直交断面に現れるすくい角を刃長全体に亘り−３
０〜０°にしたり、底刃にいわゆる面取りをすることが
好ましい。ここで面取りとは、エンドミルの切刃稜線の
少なくとも先端部近傍のすくい角を−３０〜０°にした
場合を例示したものである。一方、ボールエンドミルや
外周刃と底刃の連続部にＲ刃を持つエンドミルのＲ刃に
ついても同様であり、エンドミルの切刃稜線の少なくと
も先端部付近の軸直交断面に現れるすくい角を−３０〜
０°にすることが好ましい。
【００２２】尚本発明で工具母材として用いる超硬合金
は、保磁力とＣｏ含有量が特定の関係を満足するもので
あり、保磁力は成分組成と直接的に関係するものではな
いが、この保磁力を調整するに当たっては、ＷＣの粒度
分布、合金炭素量、焼結条件を合金系に応じて選定す
る、等の手段を採用することができる。
は、保磁力とＣｏ含有量が特定の関係を満足するもので
あり、保磁力は成分組成と直接的に関係するものではな
いが、この保磁力を調整するに当たっては、ＷＣの粒度
分布、合金炭素量、焼結条件を合金系に応じて選定す
る、等の手段を採用することができる。
【００２３】次に本発明の実施例を示すが、本発明はも
とより下記実施例によって制限を受けるものではなく、
前後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実
施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明
の技術的範囲に含まれる。
とより下記実施例によって制限を受けるものではなく、
前後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実
施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明
の技術的範囲に含まれる。
【００２４】
【実施例】実施例１ 原料粉末として、平均粒径：０．４〜０．７μｍのＷ
Ｃ、平均粒径：１．３μｍのＣｏ、平均粒径：１．３μ
ｍのＣｒ3 Ｃ2 、平均粒径：１．３μｍのＶＣ、平均粒
径：１．０μｍのＴａＣ等を用い、これら原料粉末を下
記表１のＡ〜Ｊの組成となる様に配合した。
Ｃ、平均粒径：１．３μｍのＣｏ、平均粒径：１．３μ
ｍのＣｒ3 Ｃ2 、平均粒径：１．３μｍのＶＣ、平均粒
径：１．０μｍのＴａＣ等を用い、これら原料粉末を下
記表１のＡ〜Ｊの組成となる様に配合した。
【００２５】配合した原料粉末を、アトライタを用いて
有機溶媒中で８時間混合し、パラフィンを加えた後乾燥
し、１００ＭＰａで圧粉成形した後、脱ロウ・予備焼結
した。この予備焼結品を、エンドミルにする為の素材形
状に研削加工し、１４００℃で１時間真空焼結した後、
Ａｒ雰囲気下で１００ＭＰａ、１３５０℃で１時間熱間
静水圧加圧処理（ＨＩＰ処理）を施してエンドミル素材
とした。
有機溶媒中で８時間混合し、パラフィンを加えた後乾燥
し、１００ＭＰａで圧粉成形した後、脱ロウ・予備焼結
した。この予備焼結品を、エンドミルにする為の素材形
状に研削加工し、１４００℃で１時間真空焼結した後、
Ａｒ雰囲気下で１００ＭＰａ、１３５０℃で１時間熱間
静水圧加圧処理（ＨＩＰ処理）を施してエンドミル素材
とした。
【００２６】
【表１】
【００２７】上記エンドミル素材を、直径：１０ｍｍ、
ねじれ角：４５°、心厚：８．５ｍｍ、刃数：６枚、外
周２番角：６°、外周すくい角：−１３°、等を諸元と
するスクエアエンドミル、または直径：１０ｍｍ、先端
部Ｒ刃のＲ：５ｍｍ、ねじれ角：３０°、心厚：７．０
ｍｍ、刃数：２枚、外周２番角：１０°、外周すくい
角：６°、Ｒ刃２番角：６°、Ｒ刃すくい角：−５°、
等を諸元とするボールエンドミル母材に研削加工し、刃
部表面に下記表２および表３に示す組成の皮膜を被覆
し、スクエアエンドミルに関しては下記切削条件ａで、
ボールエンドミルに関しては下記切削条件ｂで切削試験
を行った。
ねじれ角：４５°、心厚：８．５ｍｍ、刃数：６枚、外
周２番角：６°、外周すくい角：−１３°、等を諸元と
するスクエアエンドミル、または直径：１０ｍｍ、先端
部Ｒ刃のＲ：５ｍｍ、ねじれ角：３０°、心厚：７．０
ｍｍ、刃数：２枚、外周２番角：１０°、外周すくい
角：６°、Ｒ刃２番角：６°、Ｒ刃すくい角：−５°、
等を諸元とするボールエンドミル母材に研削加工し、刃
部表面に下記表２および表３に示す組成の皮膜を被覆
し、スクエアエンドミルに関しては下記切削条件ａで、
ボールエンドミルに関しては下記切削条件ｂで切削試験
を行った。
【００２８】（切削条件ａ） 切削方法 ：側面切削ダウンカット 被削材 ：ＳＫＤ１１（硬さＨＲＣ６０） 切込み ：Ｒd ０．５ｍｍ×Ａd １０ｍｍ 回転数 ：６５０ｒｐｍ 送り速度 ：１２０ｍｍ／ｍｉｎ 切削油 ：乾式 切削長 ：２０ｍ （切削条件ｂ） 切削方法 ：ダウンカット 被削材 ：ＳＫＤ１１（硬さＨＲＣ６０） 切込み ：Ａd ５ｍｍ×ピックフィード０．２ｍｍ 回転数 ：５６００ｒｐｍ 送り速度 ：１１２０ｍｍ／ｍｉｎ 切削油 ：乾式 切削長 ：２５ｍ
【００２９】
【表２】
【００３０】
【表３】
【００３１】切削試験結果を、スクエアエンドミルに関
しては表２に、ボールエンドミルに関しては表３に夫々
示すが、これらの結果から次の様に考察できる。まずＮ
ｏ．１，２，５〜７、１３，１５および１６のものは、
Ｃｏ含有量が本発明で規定する範囲を外れるものであ
り、このうちＣｏ含有量が６重量％未満のもの（Ｎｏ．
１，２，１３）では比較的短い切削長において欠けが発
生して寿命となっており、一方Ｃｏ含有量が９重量％を
超えるもの（Ｎｏ．５，６，７，１６）では摩耗幅が大
きく寿命となっている。またＮｏ．３，４，１４および
１５のものは、保磁力が本発明で規定する範囲を外れる
ものであり、いずれも比較的短い切削長においてチッピ
ングが発生し、寿命に至っている。
しては表２に、ボールエンドミルに関しては表３に夫々
示すが、これらの結果から次の様に考察できる。まずＮ
ｏ．１，２，５〜７、１３，１５および１６のものは、
Ｃｏ含有量が本発明で規定する範囲を外れるものであ
り、このうちＣｏ含有量が６重量％未満のもの（Ｎｏ．
１，２，１３）では比較的短い切削長において欠けが発
生して寿命となっており、一方Ｃｏ含有量が９重量％を
超えるもの（Ｎｏ．５，６，７，１６）では摩耗幅が大
きく寿命となっている。またＮｏ．３，４，１４および
１５のものは、保磁力が本発明で規定する範囲を外れる
ものであり、いずれも比較的短い切削長においてチッピ
ングが発生し、寿命に至っている。
【００３２】これらに対し、本発明で規定する要件をす
満足するＮｏ．８〜１２，１７〜２０のものでは、いず
れもチッピングを起こさず、摩耗幅も小さくなっている
ことが分かる。
満足するＮｏ．８〜１２，１７〜２０のものでは、いず
れもチッピングを起こさず、摩耗幅も小さくなっている
ことが分かる。
【００３３】図１は、上記した切削試験結果に基づい
て、Ｃｏ含有量と保磁力がチッピングの発生に及ぼす影
響について示したグラフである。この結果から明らかな
様に、工具母材のＣｏ含有量が６〜９重量％で且つ保磁
力が前記（１）式の関係を満足するものでは、チッピン
グや欠けが発生することなく、摩耗量が少なくなってい
ることが分かる。
て、Ｃｏ含有量と保磁力がチッピングの発生に及ぼす影
響について示したグラフである。この結果から明らかな
様に、工具母材のＣｏ含有量が６〜９重量％で且つ保磁
力が前記（１）式の関係を満足するものでは、チッピン
グや欠けが発生することなく、摩耗量が少なくなってい
ることが分かる。
【００３４】
【発明の効果】本発明は以上のように構成されており、
焼入れした金型用工具鋼等の高硬度材を切削する場合
に、チッピング等の発生を抑制し且つ優れた耐摩耗性を
発揮することのできる高硬度材切削用超硬合金エンドミ
ルが実現できた。
焼入れした金型用工具鋼等の高硬度材を切削する場合
に、チッピング等の発生を抑制し且つ優れた耐摩耗性を
発揮することのできる高硬度材切削用超硬合金エンドミ
ルが実現できた。
【図１】Ｃｏ含有量と保磁力がチッピングの発生や摩耗
に及ぼす影響について示したグラフである。
に及ぼす影響について示したグラフである。
Claims (6)
- 【請求項１】 高硬度材切削用超硬合金エンドミルであ
って、Ｃｏを主体とする結合相を６〜９重量％含む他、
Ｖ：０．１〜０．９重量％，Ｃｒ：０．１〜１．５重量
％，Ｔａ：０．１〜１．８重量％，Ｎｂ：０．１〜１．
８重量％よりなる群から選択される１種以上を、炭化
物、窒化物、炭窒化物、複合炭化物または複合炭窒化物
の形態で含み、残部がＷＣおよび不可避不純物からな
り、且つ保磁力が下記（１）式の関係を満足する超硬合
金を工具母材とし、 ［保磁力（Ｏｅ）］＞３９０−１０×［Ｃｏ含有量（重量％）］…（１） この工具母材の少なくとも刃先表面に、周期律表の４ａ
族元素，ＡｌまたはＳｉの窒化物、炭窒化物、硼化物、
硼窒化物のいずれか、またはこれらの２種以上の複合化
合物からなる皮膜若しくは複合皮膜を被覆したものであ
ることを特徴とする高硬度材切削用超硬合金エンドミ
ル。 - 【請求項２】 エンドミルの切刃稜線の少なくとも先端
部付近の軸直交断面に現れるすくい角が−３０〜０°で
ある請求項１に記載の高硬度材切削用超硬合金エンドミ
ル。 - 【請求項３】 工具母材表面に被覆される皮膜が、 （Ａｌx Ｔｉ1-x ）（Ｎy Ｃ1-y ）（但し、０．５６≦
ｘ≦０．７５，０．６≦ｙ≦１．０）で示される窒化物
または炭窒化物である請求項１または２に記載の高硬度
材切削用超硬合金エンドミル。 - 【請求項４】 工具母材表面に被覆される皮膜が、 Ｔｉ（Ｃx Ｎ1-x ）（但し、０．１≦ｘ≦０．６） で示される炭窒化物である請求項１または２に記載の高
硬度材切削用超硬合金エンドミル。 - 【請求項５】 工具母材表面に被覆される皮膜が、 （Ａｌx Ｔｉ1-x-y Ｓｉy ）（Ｎz Ｃ1-z)（但し、０．
０５≦ｘ≦０．７５，０．０１≦ｙ≦０．１，０．６≦
ｚ≦１．０）で示される窒化物または炭窒化物である請
求項１または２に記載の高硬度材切削用超硬合金エンド
ミル。 - 【請求項６】 工具母材表面に被覆される皮膜が、 （Ａｌx Ｔｉ1-x-y Ｓｉy ）（Ｂz Ｎ1-z)（但し、０．
０５≦ｘ≦０．７５，０．０１≦ｙ≦０．１，０．０１
≦ｚ≦０．１２）で示される硼窒化物である請求項１ま
たは２に記載の高硬度材切削用超硬合金エンドミル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29416796A JP3618183B2 (ja) | 1996-11-06 | 1996-11-06 | 高硬度材切削用超硬合金エンドミル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29416796A JP3618183B2 (ja) | 1996-11-06 | 1996-11-06 | 高硬度材切削用超硬合金エンドミル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10138032A true JPH10138032A (ja) | 1998-05-26 |
| JP3618183B2 JP3618183B2 (ja) | 2005-02-09 |
Family
ID=17804187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29416796A Expired - Lifetime JP3618183B2 (ja) | 1996-11-06 | 1996-11-06 | 高硬度材切削用超硬合金エンドミル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3618183B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000308916A (ja) * | 1999-03-26 | 2000-11-07 | Sandvik Ab | 切削インサート及びその製造方法 |
| JP2008055595A (ja) * | 2006-08-28 | 2008-03-13 | Sandvik Intellectual Property Ab | 硬質鉄基合金のフライス加工用の超硬合金インサートおよびその作製方法 |
-
1996
- 1996-11-06 JP JP29416796A patent/JP3618183B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000308916A (ja) * | 1999-03-26 | 2000-11-07 | Sandvik Ab | 切削インサート及びその製造方法 |
| JP2008055595A (ja) * | 2006-08-28 | 2008-03-13 | Sandvik Intellectual Property Ab | 硬質鉄基合金のフライス加工用の超硬合金インサートおよびその作製方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3618183B2 (ja) | 2005-02-09 |
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