JP2002536194A - 切削工具を作成する方法及び切削工具 - Google Patents

切削工具を作成する方法及び切削工具

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Abstract

(57)【要約】 本発明は切削工具を作成する方法に関し、この切削工具は先端部(16)、シャフト(10)、及びチャックチャンバ(12、14)が供されたチャック溝領域とを有する。前記切削工具は、その全体表面にわたって硬化成分を用いてコーティングされる。本発明はさらに、硬化成分を用いてコーティングされる前に、先端部(16)のみがマイクロブラスト加工されることを特徴とする。本発明の切削工具は特に、フルカーバイドドリルである。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、先端部、シャンク、及び切屑用間隙が形成された溝領域を含む切削
工具を作成する方法に関し、この切削工具は、硬質材料で実質的に完全にコーテ
ィングされる。本発明はさらに、このような方法を用いて作成されうる切削工具
にも関する。
【０００２】 この切削工具は例えば、フライス、リーマー、ドリル、またはタップ立てドリ
ルであってもよい。以下の説明は、ドリルのために参照されるものであり、さら
に詳細にはソリッドのカーバイドドリルのためである。
【０００３】
【従来の技術】
ドリルは、工具の寿命を延ばすために硬質材料でコーティングされる。この目
的のために、コーティングはドリルの切削エッジ領域の全体、即ちドリル先端部
ならびに工具の切屑用間隙領域に施される。硬質材料によるコーティングはさら
に、所望される耐磨耗性をドリルにもたらす。
【０００４】 ドリルの耐磨耗性に加えて、ドリル先端部における切削作業によって形成され
た切屑が切屑用間隙を介していかに良好に除去されうるかも、ドリルの作業性に
関連する。良好な切屑の流れ（排出性）のために、切屑用間隙は可能なかぎり滑
らかでなければならない。この要求は、硬質材料によるコーティングがドリルの
研磨された表面に加えられることで叶えられる。この場合、コーティングはたい
へん低い粗度（粗さ）も示し、こうして所望の切屑排出性が得られる。
【０００５】 しかしドリルの研磨された表面に直接コーティングが施される場合、硬質材料
によるコーティングが、常に所望される程度でドリルに密着するわけではないこ
とが知られている。しかし、コーティング前のドリルの研磨された表面をマイク
ロブラスト加工（microblasting）することによって、はるかに改良された密着
性を得ることは可能である。マイクロブラスト加工はドリルの境界領域のわずか
な塑性変形をもたらし、これは内部の圧縮応力を増大させる。同時にマイクロブ
ラスト加工は、この方法で処理されたドリルの境界領域における内部応力勾配を
著しく減少させる。もうひとつの効果は、マイクロトポグラフィーが大きく変化
する点である。この変化によって、次の段階で施されるカーバイドコーティング
がドリルの表面に対して改良された密着性を示す。これは、改良された磨耗特性
を示す、硬質材料によるコーティングを結果としてもたらす。（ドイツ、ハノー
バー大学のプロダクトエンジニアリング・切削機械工具研究所のＨ．Ｋ．テンス
ホフ工学博士教授（Prof.Dr.-Ing.H.K.Toenshoff）、Ａ．モールフェルト工学修
士(Dipl.-Ing.A.Mohlfeld)及びＨ．ゼーガース物理学修士(Dipl.-Phys.H.Seeger
s)による論文「The influence of substrate processing on wear characterist
ics of coated carbide tools.（コーティングされたカーバイド工具の密着特性
に対する基体処理の影響）」を参照せよ。）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、マイクロブラスト加工された表面は粗度が増大し、したがってコーテ
ィングされた表面もまた、硬質材料のコーティングが研磨された表面に直接施さ
れたドリルの場合よりも高い粗度を有するという、不利な点がある。その結果、
摩擦係数が高くなり、これに従って、切屑用間隙における切屑排除性がより劣る
ことになる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明はこの不利な点を、例えばドリルなどの切削工具を硬質材料によってコ
ーティングする前に、先端部のみをマイクロブラスト加工することによって解決
する。これにより、要求された領域におけるコーティングの良好な密着性が、工
具の滑らかな表面、つまり、良好な切屑の流れが求められる領域における良好な
切屑排除性と組み合わせられる。すべての切削作業は先端部の領域で行われるた
め、この部位におけるコーティングの適切な密着は大変重要である。切屑排除性
は、先端部の領域においては次に重要である。一方で、切屑用領域における応力
発生は、先端部よりもかなり少ない。そのため、この部位では、この仕上げ加工
が施されていない表面の硬質材料によるコーティングの密着性で十分である。し
かし切屑間隙領域においては低い摩擦係数が特別に重要であり、これは、マイク
ロブラスト加工されていないために滑らかな工具表面に対してコーティングを施
すことによって強化され、結果として、所望される低い摩擦係数が得られる。
【０００８】 本発明のさらに有利な態様については、従属請求項から明らかとなるだろう。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明は、本発明に関する切削工具を示す添付の単一の図と関連して以下に説
明される。
【００１０】 本発明に関する切削工具の例として、ここではドリルを説明する。しかし、本
発明に関する方法ならびに本発明に関する工具の構造は、所望された他の切削工
具、例えばフライス、リーマー、タップ立てドリルほかの類似物にも適用可能で
ある。
【００１１】 ドリルは、シャンク１０と二つの切屑用間隙１２、１４を有する溝領域とを含
む。正面端部にはドリル先端部１６が形成され、これはドリルの主要切削エッジ
領域１８と、ドリルのチゼルエッジから始まるドリルの直径の約２倍の長さ１を
有する領域とを覆う。
【００１２】 ドリルはソリッド（一体型）のカーバイドドリルである。したがってこのドリ
ルは、例えばコバルト、ニッケル及び／又は鉄などの基体としての結合金属を含
み、そこに例えば炭化タングステン、炭化チタン、炭化タンタル及び／又は窒化
ホウ素などの硬質材料が結合される。
【００１３】 ドリルは、切屑用間隙１２、１４の領域及びドリル先端部１６の領域に、研磨
された表面を有する。まず最初にドリルは清浄にされ、乾燥される。次にドリル
先端部１６がマイクロブラスト加工される。このために使用される材料は好まし
くは噴射圧力０．５〜５バールのコランダム５００（粒子の平均サイズは５μｍ
〜５０μｍの間）である。ドリル先端部は、均一な光沢のない表面が得られるま
でブラスト加工される。次にドリルは、当該技術において公知の方法を用いて清
浄にされる。
【００１４】 最終的に、少なくともドリルの切削エッジ領域、即ち切屑用間隙１２、１４及
びドリル先端部１６において、硬質材料のＰＶＤコーティングが施される。基本
的には、第一に、ＰＶＤ方法を用いることができ、第二に、基体として用いられ
るカーバイドと適合するのであれば、どのような硬質材料も使用できる。硬質材
料のコーティングに適した材料は、例えば、窒化チタンアルミニウム、窒化チタ
ン、浸炭窒化ホウ素及び浸炭窒化チタンである。
【００１５】 マイクロブラスト加工は、表面の粗度を増大させる。ＤＩＮ４７６８とＤＩＮ
４７６８Ｔ１（ドイツ工業基準）に基づく粗さＲZは、ドリルのランド２０にお
けるマイクロブラスト加工されていなかった領域では０．７μｍと０．８μｍの
間であった。ランド２０のマイクロブラスト加工されたドリル先端部１６の領域
においては、粗度ＲZは、０．９μｍと１．０μｍの間であった。これらの値は
、硬質材料のＰＶＤコーティングをドリルに施す前及び後では同一である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２３Ｐ 15/46 Ｂ２３Ｐ 15/46 Ｂ２４Ｃ 1/06 Ｂ２４Ｃ 1/06 3/32 3/32 Ｚ 11/00 11/00 Ｄ Ｃ２３Ｃ 14/06 Ｃ２３Ｃ 14/06 Ａ (72)発明者 ミュルフリーデル、 ディーター、 ヘル マン ドイツ連邦共和国 デー−91320 エベル マンシュタット ドルイデンヴェーク ６ (72)発明者 ヴェント、 カール−ハインツ ドイツ連邦共和国 デー−91320 エベル マンシュタット シュティーバーヴェーク ９ベー Ｆターム(参考） 3C037 CC04 4K029 BA54 BA58 BA59 BA60 BC02 BD05 FA02

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 先端部（１６）、シャンク（１０）、及び切屑用間隙（１２
    、１４）がその中に形成された溝領域を備えると共に、硬質材料で実質的に完全
    にコーティングされた切削工具を作成する方法であって、 前記切削工具を硬質材料でコーティングする前に前記先端部（１６）のみをマ
    イクロブラスト加工することを特徴とする、 切削工具を作成する方法。
  2. 【請求項２】 前記先端部（１６）をマイクロブラスト加工するステップは
    前記切削工具の正面端部から始まる前記切削工具の直径の約２倍の領域を覆うこ
    とを特徴とする、請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記切削工具のコーティングがＰＶＤコーティングであるこ
    とを特徴とする、請求項１及び２のいずれかに記載の方法。
  4. 【請求項４】 ５μｍ〜５０μｍの間の平均粒子サイズを有するＡｌ2Ｏ3が
    噴射媒体としてマイクロブラスト加工時に用いられる、請求項１〜３のいずれか
    に記載の方法。
  5. 【請求項５】 先端部（１６）、シャンク（１０）、及び切屑用間隙（１２
    、１４）が形成された溝領域を含む切削工具で、前記先端部（１６）がマイクロ
    ブラスト加工され、硬質材料で実質的に完全にコーティングされた、切削工具。
  6. 【請求項６】 切削工具はソリッドのカーバイド工具であることを特徴とす
    る、請求項５に記載された切削工具。
  7. 【請求項７】 コバルト、ニッケル及び／又は鉄が結合金属として用いられ
    、炭化タングステン、炭化チタン、炭化タンタル及び／又は窒化ホウ素がそこに
    結合する硬質材料として用いられることを特徴とする、請求項６に記載の切削工
    具。
  8. 【請求項８】 切削工具表面のマイクロブラスト加工されていない領域が、
    マイクロブラスト加工された領域よりも少なくともＲZ０．２μｍなめらかであ
    る、請求項５〜７のいずれかに記載の切削工具。
  9. 【請求項９】 マイクロブラスト加工されていない領域においては粗度ＲZ
    が０．７〜０．８μｍの間であり、マイクロブラスト加工された領域においては
    粗度ＲZが０．９〜１．０μｍの間であることを特徴とする、請求項８に記載の
    前記切削工具。
  10. 【請求項１０】 切削工具はドリルであることを特徴とする、請求項５〜９
    のいずれかに記載の前記切削工具。
  11. 【請求項１１】 切削工具はタップ立てドリルであることを特徴とする、請
    求項５〜９のいずれかに記載の前記切削工具。
  12. 【請求項１２】 切削工具はフライスであることを特徴とする、請求項５〜
    ９のいずれかに記載の前記切削工具。
  13. 【請求項１３】 切削工具はリーマーであることを特徴とする、請求項５〜
    ９のいずれかに記載の前記切削工具。
  14. 【請求項１４】 コーティングに用いられる硬質材料が、浸炭窒化ホウ素、
    浸炭窒化チタン、窒化チタンアルミニウム及び／又は窒化チタンであることを特
    徴とする、請求項５〜１３のいずれかに記載の前記切削工具。
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