JP3250193B2 - Tool with oil hole and method of manufacturing the same - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、油穴が設けられたドリ
ル、リーマおよびエンドミル等の油穴付工具およびその
製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a tool having an oil hole such as a drill, a reamer and an end mill having an oil hole, and a method of manufacturing the same.

【０００２】[0002]

【従来の技術】一般に、切削工具として使用されるドリ
ル、リーマおよびエンドミル等による加工作業時におい
て、刃先を保護するための冷却用としておよび／または
切屑排出用として、切削油の供給が行われている。2. Description of the Related Art Generally, during machining operation using a drill, a reamer, an end mill, or the like used as a cutting tool, a cutting oil is supplied for cooling to protect the cutting edge and / or for discharging chips. I have.

【０００３】通常、この種の作業は、加工面と刃先に向
かって切削油を供給することにより行われているが、加
工効率を向上させることを目的として、ドリル、リーマ
およびエンドミル等の工具自体に切削油を導出するため
の油穴を設けることが行われている。[0003] Usually, this kind of work is performed by supplying cutting oil toward a processing surface and a cutting edge. However, in order to improve the processing efficiency, tools such as drills, reamers, and end mills are used. It has been performed to provide an oil hole for leading out the cutting oil.

【０００４】例えば、特開平４−２２８５０４号公報に
開示されているように、硬質材料粉末をバインダととも
にスラリー化して螺旋状の芯棒を配設した鋳型内に鋳込
んで成形品を成形し、脱脂した後に前記芯棒を除去して
さらに焼結する方法が知られている。[0004] For example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-228504, a hard material powder is slurried together with a binder and cast into a mold provided with a spiral core rod to form a molded product. A method of removing the core rod after degreasing and further sintering is known.

【０００５】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来技術では、成形品から芯棒を除去することによって
油穴を形成するため、工具としてはその油穴の存在によ
り強度や剛性等が低下してしまい、折損し易いという問
題が指摘されている。さらに、油穴を形成するために芯
棒を引き抜く工程が必要となり、特に、上記の従来技術
では、この芯棒が螺旋状であるために特別な設備が必要
となり、設備費の高騰が惹起され易い。However, in the above-mentioned prior art, since the oil hole is formed by removing the core rod from the molded product, the strength and rigidity of the tool are reduced due to the presence of the oil hole. It has been pointed out that it is easily broken. Furthermore, a step of pulling out the core rod to form an oil hole is required. In particular, in the above-described conventional technique, special equipment is required because the core rod is spiral, which causes a rise in equipment costs. easy.

【０００６】本発明は、この種の問題を解決するもので
あり、強度や剛性に優れて耐折損性が向上するととも
に、工程および設備の簡素化が可能な油穴付工具および
その製造方法を提供することを目的とする。The present invention solves this kind of problem and provides a tool with an oil hole, which is excellent in strength and rigidity, improves breakage resistance, and can simplify the steps and equipment, and a method of manufacturing the same. The purpose is to provide.

【０００７】[0007]

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、本発明は、油穴が設けられたドリル、リーマおよ
びエンドミル等の油穴付工具であって、超硬またはサー
メットで構成された工具本体部と、焼結中に前記工具本
体部の原材料金属と反応し、あるいは該原材料金属に拡
散して前記油穴を形成する周面部から該工具本体部内の
所定の範囲にわたって設けられた高靭性化金属層と、を
備え、 前記高靭性化金属層における金属の濃度は、前記
油穴から前記工具本体部に向かって傾斜的に減少してい
ることを特徴とする。なお、ここでいう「傾斜的」と
は、濃度勾配が生じている状態を表す。 SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention relates to a tool having an oil hole, such as a drill, a reamer, and an end mill having an oil hole, which is made of a carbide or a cermet. The tool main body portion is provided from the peripheral surface portion which reacts with the raw material metal of the tool main body portion during sintering, or diffuses into the raw material metal to form the oil hole, and is provided over a predetermined range in the tool main body portion. A toughened metal layer , wherein the metal concentration in the toughened metal layer is
From the oil hole toward the tool body
Characterized in that that. It should be noted that the term "inclined"
Indicates a state in which a concentration gradient has occurred.

【０００８】さらに、本発明は、油穴が設けられるとと
もに前記油穴を形成する周面部から工具本体部内の所定
の範囲にわたって設けられた高靭性化金属層を有し、か
つ前記高靭性化金属層における金属の濃度が前記油穴か
ら前記工具本体部に向かって傾斜的に減少しているドリ
ル、リーマおよびエンドミル等の油穴付工具の製造方法
であって、焼結中に原材料金属と反応して金属間化合物
を生成する成分、あるいは該結合層金属に拡散する成分
を有した油穴形成用芯材を得る工程と、前記芯材を成形
型内の油穴相当部に配置させるとともに、該成形型内に
前記原材料金属粉末を充填して成形体を得る工程と、前
記成形体を焼結する工程と、を有することを特徴とす
る。Furthermore, the present invention is Rutoto oil hole provided
From the peripheral surface part forming the oil hole, a predetermined
Having a toughened metal layer provided over a range of
The concentration of metal in the toughened metal layer is
A tool having an oil hole, such as a drill, a reamer, and an end mill, which is inclined to decrease toward the tool main body. Obtaining a core material for forming an oil hole having a component for generating a compound or a component diffusing into the bonding layer metal, and disposing the core material in a portion corresponding to an oil hole in a molding die; And a step of sintering the molded body by filling the raw material metal powder into the molded body.

【０００９】[0009]

【作用】超硬やサーメットは、本来、セラミックスと金
属の複合材であり、その成分比を変化させることにより
その物性を容易に変えることができる。超硬およびサー
メットでは、通常の金属量は６ｗｔ％以下程度である
が、この金属量が１５ｗｔ％、２５ｗｔ％と増加するに
従って強度は増加し、１〜２ＧＰａのものが３〜４ＧＰ
ａと変化する。この金属量の増加は、さらに靭性の増加
を招来するが、逆に剛性が低下してしまう。図１は、Ｗ
ＣとＣｏの量比を変えたときの強度および靭性の変化が
示されている。従って、折れ難くかつ切削性のよい油穴
付工具を得るためには、表面が従来組成で、しかも内部
が強靱なものである必要がある。[Function] Carbide and cermet are originally a composite material of ceramic and metal, and their physical properties can be easily changed by changing the component ratio. In the case of carbide and cermet, the usual metal content is about 6 wt% or less, but the strength increases as the metal content increases to 15 wt% and 25 wt%.
a. This increase in the amount of metal further increases the toughness, but conversely decreases the rigidity. FIG.
Changes in strength and toughness when the ratio of C to Co is changed are shown. Therefore, in order to obtain a tool with an oil hole that is difficult to break and has good machinability, it is necessary that the surface has a conventional composition and the inside has toughness.

【００１０】ここで、仮焼結や焼結の際、超硬やサーメ
ットの結合層金属（原材料金属）と反応乃至拡散し、脆
化させずに高強度化および高靭性化させることができる
ものについて考察すると、超硬については、Ｃｏ、Ｎ
ｉ、Ｆｅ、Ｚｒ、Ｃｕ、Ｗ、ＣｒおよびＶ等の金属があ
る。[0010] Here, when pre-sintering or sintering, it reacts with or diffuses with the cemented carbide or cermet bonding layer metal (raw material metal) and can increase strength and toughness without embrittlement. When considering the carbide, Co, N
There are metals such as i, Fe, Zr, Cu, W, Cr and V.

【００１１】しかしながら、ＣｒやＶは、脆化傾向を示
し易く、しかも超硬の仮焼結や焼結温度で十分に拡散せ
ず、界面剥離し易いという傾向を示すために除外した。
また、Ｗは、成分拡散がある程度進行するものの、ＷＣ
の脱炭があり、ポーラス化したり物性値の大きな低下を
招くとともに、油穴に相当する大きさのＷの棒やパイプ
が高価であり、大幅なコスト高となるために除外した。However, Cr and V are excluded because they tend to show embrittlement, and do not sufficiently diffuse at the sintering temperature of super-hard sintering and tend to easily peel off at the interface.
In addition, W is WC although component diffusion proceeds to some extent.
Decarbonization, resulting in a porous structure and a large decrease in physical property values. In addition, W rods and pipes having a size corresponding to an oil hole are expensive, and thus are excluded because of a significant increase in cost.

【００１２】Ｃｕは、超硬の結合層金属であるＣｏと金
属間化合物を形成するが、通常の金属間化合物のように
脆くはなく、強度上に多少の低下はあるものの、靭性の
向上が期待される。また、サーメットの金属層金属であ
るＮｉとは全率固溶し、強度的に優れた物性を有する合
金を形成する。[0012] Cu forms an intermetallic compound with Co, which is a super hard bonding layer metal, but is not brittle like a normal intermetallic compound and has a slight decrease in strength but an improvement in toughness. Be expected. In addition, Ni, which is the metal layer metal of the cermet, forms a solid solution with all the metal and forms an alloy having excellent physical properties in terms of strength.

【００１３】Ｃｏ、ＦｅおよびＮｉは、同族元素であ
り、焼結温度や拡散定数も近似しており、油穴に対応し
て配置される棒状乃至パイプ状の芯材の拡散によって相
対的な金属量を増加させることができる。[0013] Co, Fe and Ni are homologous elements and have similar sintering temperatures and diffusion constants. Relative metals are formed by diffusion of a rod-shaped or pipe-shaped core material arranged corresponding to an oil hole. The amount can be increased.

【００１４】ところで、油穴を設けるとともに超硬およ
びサーメットの欠点である脆さを改善するためには、内
部の金属量を増加させればよいが、界面が存在すると、
熱的物性や機械的物性が変化して応力集中が生じ易くな
るため、組成および物性を傾斜的に変化させることが望
ましい。By the way, in order to provide an oil hole and to improve the brittleness which is a drawback of carbide and cermet, the amount of metal inside may be increased.
Since the thermal and mechanical properties change and stress concentration easily occurs, it is desirable to change the composition and the properties in a gradient manner.

【００１５】本発明では、焼結中の成分拡散または反応
により傾斜的な組成を得ると同時に傾斜的な物性を得る
ものであり、この観点から使用可能な金属が限定され
る。すなわち、超硬やサーメットの収縮や成分拡散と同
時に、配置された棒状乃至パイプ状の芯材成分が拡散ま
たは反応し緻密化していくものでなければならない。In the present invention, a graded composition is obtained at the same time as a graded composition is obtained by component diffusion or reaction during sintering, and usable metals are limited from this viewpoint. That is, at the same time as the contraction of the carbide or the cermet and the diffusion of the components, the arranged rod-shaped or pipe-shaped core components must be diffused or reacted and densified.

【００１６】上記の条件を満たすものとしては、前述し
たＣｕ、Ｎｉ、ＣｏおよびＦｅ以外では、Ｍｏ、Ｚｒ、
ＳｉおよびＴｉが該当する。Those satisfying the above conditions include Mo, Zr, and Mo except for Cu, Ni, Co and Fe described above.
Si and Ti correspond.

【００１７】Ｍｏは、結合層金属の主体であるＦｅ、Ｃ
ｏおよびＮｉと反応し易く、固溶体を形成し、熱処理に
よって粒界に炭化物等を析出したり、金属間化合物を形
成して結合層金属を強化する。なお、量的な問題で脆性
が増すことがあるが、カーボンコントロールによって硬
質層のＷ成分やＴｉ成分とも結合させて強固なものが得
られる。Mo is composed mainly of Fe, C, which is the main component of the bonding layer metal.
It reacts easily with o and Ni, forms a solid solution, precipitates carbides and the like at grain boundaries by heat treatment, and forms an intermetallic compound to strengthen the bonding layer metal. In addition, although the brittleness may increase due to a quantitative problem, the carbon component is combined with the W component and the Ti component of the hard layer to obtain a hard layer.

【００１８】金属Ｓｉは、０．１〜０．３ｗｔ％の範囲
内においては、結合層金属を強化し得るが、この範囲に
量をコントロールしながら傾斜組成を得ることは困難で
あり、除外した。また、Ｔｉは、炭化物や窒化物等の微
細析出が相当に困難であり、表面酸化等の問題が多く、
不良率が高くなり、除外した。Metallic Si can strengthen the bonding layer metal in the range of 0.1 to 0.3 wt%, but it is difficult to obtain a graded composition while controlling the amount in this range, so it was excluded. . Further, Ti is considerably difficult to finely precipitate carbides and nitrides, and has many problems such as surface oxidation.
The defective rate was higher and excluded.

【００１９】Ｚｒは、ＳｉやＴｉと同族元素であって、
扱いが難しいものと想定されたが、拡散温度も低く、か
つ単独で粒界に析出する。また、一部は結合層金属とも
反応し、さらに硬質層のＷ化合物やＴｉ化合物とも反応
して高強度でかつ強靱なものが得られた。Zr is a homologous element to Si and Ti,
It was assumed that it was difficult to handle, but the diffusion temperature was low and it precipitated alone at the grain boundaries. Further, a part of the material also reacted with the metal of the bonding layer and further reacted with the W compound and the Ti compound of the hard layer to obtain a high-strength and tough material.

【００２０】上記の考察より、実際に使用できるものと
しては、超硬ではＣｏ、Ｎｉ、Ｆｅ、ＣｕおよびＺｒと
なり、また、サーメットでも同一の金属が該当した。From the above considerations, Co, Ni, Fe, Cu and Zr can be actually used in the case of cemented carbide, and the same metal can be used in the cermet.

【００２１】これらの金属と超硬の主成分であるＣｏ、
ＷＣ並びにサーメットの主成分であるＮｉ、ＴｉＣの実
際の焼結温度である１３５０℃〜１３８０℃における反
応生成配分比を想定し、その強度と靭性を測定した。そ
の結果が、図２〜図９に示されている。These metals and Co, which are the main components of the carbide,
The strength and toughness were measured by assuming a reaction generation distribution ratio at 1350 ° C. to 1380 ° C., which is the actual sintering temperature of WC and the main components of cermet, Ni and TiC. The results are shown in FIGS.

【００２２】次いで、芯材としては、棒状乃至パイプ状
のものが使用される。すなわち、拡散の速いＣｕ等で
は、油穴相当部に棒状芯材を配置しておいても確実に拡
散が遂行される一方、拡散の遅いＺｒ等では、棒状芯材
を用いると、その一部が残ってしまうため、始めから液
が流通され得るパイプ状芯材を用いる。Next, a rod-shaped or pipe-shaped core material is used. In other words, in the case of Cu or the like having a high diffusion speed, the diffusion is reliably performed even if the rod-shaped core material is disposed in the portion corresponding to the oil hole. Is used, a pipe-shaped core material through which the liquid can flow from the beginning is used.

【００２３】本発明に係る工具は、金型内静水圧加圧成
形法により成形される。通常採用されている射出成形や
加圧成形では、芯材と粉末の界面で微妙な圧力分布が生
じ、クラックの発生や不均一拡散による変形が惹起され
るとともに、成形助材あるいはバインダとして添加され
る有機樹脂等の分解温度と芯材の拡散温度とが近似する
ことにより、拡散が確実に遂行されない。The tool according to the present invention is formed by an in-mold hydrostatic pressure molding method. In injection molding and pressure molding, which are usually adopted, a delicate pressure distribution occurs at the interface between the core material and the powder, which causes cracks and deformation due to uneven diffusion, and is added as a molding aid or binder. When the decomposition temperature of the organic resin or the like is close to the diffusion temperature of the core material, the diffusion is not reliably performed.

【００２４】そこで、粉粒体状の原材料に液状添加剤を
加えて混合物を得た後、この混合物を一軸加圧成形して
余分な液状添加剤を除去しつつ予備成形体を成形する金
型内静水圧加圧成形法（特開平４−２１１９０４号参
照）が採用される。この成形法では、成形中の圧力の伝
達媒体が液体（液状添加剤）であるため、キャビテイ内
の圧力の均質性が高く、成形の密度むらが極めて小さく
なる。さらに、液状添加剤は、通常低沸点のアルコー
ル、アルカンまたはアルケン類のみであり、２００℃程
度で殆ど除去されてしまう。これに対して、芯材の成分
金属および超硬やサーメットの結合層金属、硬質層セラ
ミックスとの反応開始温度は、略４００℃程度であり、
液状添加剤の影響はなく、想定した反応が生ずる。Therefore, a liquid additive is added to the raw material in the form of powder to obtain a mixture, and the mixture is uniaxially pressed to form a preform while removing excess liquid additive. An internal hydrostatic pressure molding method (see Japanese Patent Application Laid- Open No. 4-212904 ) is employed. In this molding method, since the pressure transmission medium during molding is a liquid (liquid additive), the pressure in the cavity is highly uniform, and the density unevenness in molding is extremely small. Further, the liquid additives are usually only low-boiling alcohols, alkanes or alkenes, and are almost completely removed at about 200 ° C. On the other hand, the reaction starting temperature with the component metal of the core material and the bonding layer metal of the super hard or cermet, the hard layer ceramic is about 400 ° C.,
There is no effect of the liquid additive and the expected reaction occurs.

【００２５】[0025]

【実施例】本発明に係る油穴付工具およびその製造方法
について実施例を挙げ、添付の図面を参照しながら、以
下詳細に説明する。実施例１ 図１０において、参照符号１０は、実施例１に係る油穴
付工具、例えば、油穴付ドリルを示す。この油穴付ドリ
ル１０は、超硬またはサーメットで構成された工具本体
部１２を備え、この工具本体部１２内には軸線方向に延
在して所定の直径を有する油穴１４が形成されており、
この油穴１４の先端側には、前記工具本体部１２の刃先
部分から外方に開放される複数の噴射口１６が連通す
る。油穴１４を形成する周面部から工具本体部１２内に
所定の範囲にわたり、焼結中に前記工具本体部１２の結
合層金属（原材料金属）と反応し、あるいは該結合層金
属に拡散して高靭性化金属層１８が設けられている。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view of a tool having an oil hole and a method of manufacturing the same according to the present invention. First Embodiment In FIG. 10, reference numeral 10 denotes a tool with an oil hole according to the first embodiment, for example, a drill with an oil hole. The drill 10 with an oil hole includes a tool body 12 made of carbide or cermet. An oil hole 14 having a predetermined diameter is formed in the tool body 12 to extend in the axial direction. Yes,
A plurality of injection ports 16 opened outward from the cutting edge portion of the tool body 12 communicate with the tip side of the oil hole 14. A predetermined range from the peripheral surface forming the oil hole 14 to the inside of the tool body 12, reacts with the bonding layer metal (raw material metal) of the tool body 12 during sintering, or diffuses into the bonding layer metal. A toughening metal layer 18 is provided.

【００２６】図１１には、実施例１に係る油穴付ドリル
１０を製造するための金型装置２０が示されている。金
型装置２０は、主金型２２と下部パンチ２４と上部パン
チ２６とを備え、前記主金型２２、下部パンチ２４およ
び上部パンチ２６により油穴付ドリル１０の形状に対応
するキャビテイ２８が形成される。FIG. 11 shows a mold apparatus 20 for manufacturing the drill 10 with an oil hole according to the first embodiment. The mold apparatus 20 includes a main mold 22, a lower punch 24, and an upper punch 26, and the main mold 22, the lower punch 24, and the upper punch 26 form a cavity 28 corresponding to the shape of the drill 10 with an oil hole. Is done.

【００２７】次に、このように構成される金型装置２０
を用いて油穴付ドリル１０を製造する方法について説明
する。Next, the mold apparatus 20 constructed as described above will be described.
A method of manufacturing the drill 10 with an oil hole using the method will be described.

【００２８】先ず、油穴形成用芯材３０として、Ｃｕ、
Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｚｒの純金属乃至はそれぞれの合金
からなる棒材乃至パイプ材を用意し、この芯材３０が、
ＪＩＳ Ｋ−１０相当の組成配合の粉末３２とともに金
型装置２０のキャビテイ２８内に配置される。First, as the core material 30 for forming an oil hole, Cu,
A bar or pipe made of a pure metal of Co, Fe, Ni, or Zr or an alloy thereof is prepared, and the core material 30 is
It is arranged in the cavity 28 of the mold apparatus 20 together with the powder 32 having a composition mixture corresponding to JIS K-10.

【００２９】ＪＩＳ Ｋ−１０相当品の化学組成および
粉末粒度は、平均粒径２μｍのＷＣが９１重量％、平均
粒径１．５μｍのＴａＣが２重量％、平均粒径１．５μ
ｍのＮｂＣが１重量％、および平均粒径０．６ｍｍのＣ
ｏが６重量％ずつ添加され、十分に湿式混合された。こ
の混合された原料粉末に、液体成分として３重量％程度
のアルコールが添加された。このアルコール量は、体積
に換算するとおおよそ５７％程度の液量となり、成形さ
れた粉末の密度が相対密度で５０〜５６％程度であるこ
とから、空隙量よりも多めの添加となっている。The chemical composition and powder particle size of JIS K-10 equivalent products are as follows: WC having an average particle size of 2 μm is 91% by weight, TaC having an average particle size of 1.5 μm is 2% by weight, and average particle size is 1.5 μm.
m of NbC is 1% by weight, and C having an average particle size of 0.6 mm
o was added by 6% by weight and thoroughly wet-mixed. About 3% by weight of alcohol was added as a liquid component to the mixed raw material powder. The amount of alcohol is about 57% in terms of volume when converted into volume, and the density of the formed powder is about 50 to 56% in relative density. Therefore, the amount of alcohol is larger than the amount of voids.

【００３０】そこで、キャビテイ２８の油穴相当部に対
応して芯材３０が配置されるとともに、アルコール添加
後の原料粉末がこのキャビテイ２８に充填され、主金型
２２、下部パンチ２４および上部パンチ２６により金型
内静水圧加圧成形法が施され、φ１２．４×１００ｍｍ
の油穴付ドリル１０が成形された。なお、芯材３０は、
φ１．６ｍｍに設定されていた。Therefore, the core material 30 is arranged corresponding to the oil hole equivalent portion of the cavity 28, and the raw material powder after the addition of alcohol is filled in the cavity 28, and the main mold 22, the lower punch 24 and the upper punch 26, a hydrostatic pressure molding method in a mold is performed, and φ12.4 × 100 mm
Drill 10 with an oil hole was formed. In addition, the core material 30
φ1.6 mm was set.

【００３１】成形後に、５０℃で４時間加熱することに
よりアルコールが除去された成形体に仮焼結処理が施さ
れた。この仮焼結処理は、炉中において、１０℃／ｍｉ
ｎの昇温速度で温度を上げながら窒素ガスを流通し、４
５０℃で１５分間および６５０℃で３０分間ずつ保持し
た後、１０００℃まで昇温して３０分間保持することに
より行われた。なお、Ｃｕ以外の芯材３０を用いた場合
には、１０００℃の代わりに１１００℃まで昇温して２
０分間保持した。After molding, the molded body from which alcohol was removed by heating at 50 ° C. for 4 hours was subjected to a temporary sintering treatment. This preliminary sintering process is performed at 10 ° C./mi in a furnace.
The nitrogen gas flows while increasing the temperature at a heating rate of n.
After holding at 50 ° C. for 15 minutes and at 650 ° C. for 30 minutes, the temperature was raised to 1000 ° C. and held for 30 minutes. When a core material 30 other than Cu is used, the temperature is raised to 1100 ° C. instead of 1000 ° C.
Hold for 0 minutes.

【００３２】仮焼結体は、炉から取り出された後、ドリ
ルに対応する粗形状加工が施されるとともに、噴射口１
６が機械加工により形成された。この仮焼結体は、再び
炉内に配置され、真空下で同様に、１０℃／ｍｉｎの昇
温速度で１３４０℃まで昇温された後、３０分間保持さ
れ、次いで、窒素ガスが炉内に導入されてこの窒素ガス
圧下１ｂａｒにて１３８０℃で９０分間保持された後、
炉冷された。After the temporary sintered body is taken out of the furnace, it is subjected to a roughing process corresponding to a drill, and the injection port 1 is formed.
6 was formed by machining. The pre-sintered body is placed in the furnace again, similarly heated to 1340 ° C. under a vacuum at a rate of 10 ° C./min, and held for 30 minutes. And maintained at 1380 ° C. for 90 minutes at 1 bar under this nitrogen gas pressure.
The furnace was cooled.

【００３３】これにより、芯材３０は、焼結中に超硬ま
たはサーメットの結合層金属と反応して、あるいはこの
結合層金属に拡散して高靭性化金属層１８が得られると
同時に、前記芯材３０に対応して油穴１４が形成され
た。As a result, the core material 30 reacts with the cemented carbide or cermet bonding layer metal during sintering, or diffuses into the bonding layer metal to obtain the toughened metal layer 18 and at the same time, The oil hole 14 was formed corresponding to the core material 30.

【００３４】これを、超硬で構成される工具本体部１２
とＣｕで構成される芯材３０とを用いて説明する。図１
２に示すように、油穴１４に対応して配置されたＣｕ
（芯材３０）は、超硬の結合層金属であるＷＣ−Ｃｏ内
に拡散し、この油穴１４を形成する周面部から工具本体
部１２内に向かって傾斜的にその拡散量（濃度）が変化
している。従って、油穴付ドリル１０は、表面が従来と
同様に、ＷＣ−Ｃｏによる組成で強度が高く、かつ内部
がＣｕを多く含んで強靱なものとなっている。The tool body 12 made of carbide is
A description will be given using a core material 30 made of Cu. FIG.
As shown in FIG. 2, the Cu
The (core material 30) diffuses into WC-Co, which is a cemented bonding layer metal, and its diffusion amount (concentration) is inclined from the peripheral surface forming the oil hole 14 into the tool body 12. Is changing. Therefore, the surface of the drill 10 with an oil hole has a high strength with a composition of WC-Co as in the past, and the inside is tough with a large amount of Cu.

【００３５】次いで、得られた焼結体を中央部で切断
し、表面研磨を施した後に芯材３０の未拡散厚さを測定
するとともに、曲げ強度および破壊靭性値を測定した。
その結果が表１に示されている。なお、靭性値の測定
は、シェブロンノッチ（ChevronNotch ）法に準拠して
行われた。Next, the obtained sintered body was cut at the center, and the surface was polished. After that, the undiffused thickness of the core material 30 was measured, and the bending strength and the fracture toughness were measured.
The results are shown in Table 1. The measurement of the toughness value was performed in accordance with the Chevron Notch method.

【００３６】[0036]

【表１】 [Table 1]

【００３７】また、この表１には、切削性能試験とし
て、Ｓｉ含量１６ｗｔ％のアルミ材を用意し、その穴開
け加工を行い、その結果も併せて示されている。比較例
は、市販材のＫ−１０相当品を使用した。In Table 1, as a cutting performance test, an aluminum material having a Si content of 16 wt% was prepared and drilled, and the results are also shown. In the comparative example, a commercial material equivalent to K-10 was used.

【００３８】曲げ強度については、機械加工により油穴
を形成したものに比べて高い値となり、また、性能にお
ける切削テストでの刃先摩耗は、機械加工により油穴を
形成したものと略同一の結果であった。The bending strength is higher than that of the machined oil hole, and the cutting edge wear in the performance test is almost the same as that of the machined oil hole. Met.

【００３９】表１に示すように、芯材３０を用いた実験
例（Ｎｏ．２〜１０）では、市販材（Ｎｏ．１）に比べ
て破壊靭性値が相当に向上しており、油穴付ドリル１０
として実際に使用する際の折損が低減されるという顕著
な効果が得られた。As shown in Table 1, in the experimental examples (Nos. 2 to 10) using the core material 30, the fracture toughness value was considerably improved as compared with the commercially available material (No. 1). Drill 10
As a result, a remarkable effect of reducing breakage when actually used was obtained.

【００４０】なお、実施例１では、工具として油穴付ド
リル１０を用いて説明したが、油穴付リーマや油穴付エ
ンドミル等の種々の工具に対応可能であることは勿論で
ある。実施例２ この実施例２では、粉末３２として、実施例１のＪＩＳ
Ｋ−１０相当の組成配合に代わり、超微粒子の組成配
合が採用され、その他については上記の実施例１と同様
である。超微粒子の化学組成および粉末粒度は、Ｃｏが
１１重量％、平均粒径０．４μｍのＷＣが８５重量％、
平均粒径０．６μｍのＴａＣが１重量％、および平均粒
径０．８μｍのＮｂＣが２重量％であり、これらが原料
粉末３２として使用された。Although the first embodiment has been described using the drill 10 with an oil hole as a tool, it is needless to say that various tools such as a reamer with an oil hole and an end mill with an oil hole can be used. Example 2 In this example 2, the JIS of the example 1 was used as the powder 32.
The composition and composition of ultrafine particles are used instead of the composition and composition corresponding to K-10, and the rest is the same as in Example 1 described above. The chemical composition and the particle size of the ultrafine particles are as follows: Co is 11% by weight, WC having an average particle size of 0.4 μm is 85% by weight,
1% by weight of TaC having an average particle diameter of 0.6 μm and 2% by weight of NbC having an average particle diameter of 0.8 μm were used as the raw material powder 32.

【００４１】表２は、超微粒子の組成配合からなる粉末
３２を用いて得られた焼結体を用い、表１と同様の測定
を行った結果を示している。Table 2 shows the results of the same measurements as in Table 1, using a sintered body obtained using the powder 32 having the composition of ultrafine particles.

【００４２】[0042]

【表２】 [Table 2]

【００４３】これにより、実施例２では、実施例１と同
様に、芯材３０を用いないものに比べて破壊靭性値の顕
著な向上が認められ、強度、剛性および耐折損性に優れ
るとともに、効率的に製造することができるという効果
が得られた。Thus, in Example 2, similar to Example 1, a remarkable improvement in the fracture toughness was observed as compared with the case where the core material 30 was not used, and the strength, rigidity and breakage resistance were excellent. The effect of being able to manufacture efficiently was obtained.

【００４４】[0044]

【発明の効果】以上のように、本発明に係る油穴付工具
では、油穴周面部から工具本体部内の所定の範囲にわた
って高靭性化金属層が設けられるため、油穴の存在にも
係わらず、強度および剛性に優れるとともに、耐折損性
が向上する。As described above, in the tool with an oil hole according to the present invention, since the toughened metal layer is provided from the peripheral surface of the oil hole to a predetermined range in the tool main body, the tool is not affected by the existence of the oil hole. Not only is excellent in strength and rigidity, but also has improved breakage resistance.

【００４５】さらに、本発明に係る油穴付工具の製造方
法では、成形型内の油穴相当部に芯材を配して成形体を
得た後、焼結することにより、前記芯材が原材料金属と
反応し、あるいは該原材料金属に拡散して油穴が形成さ
れる。このため、製造工程が一挙に簡素化するという効
果がある。Further, in the method for producing a tool with an oil hole according to the present invention, a core material is arranged in a portion corresponding to an oil hole in a molding die to obtain a molded body, and then sintered to obtain the core material. It reacts with or diffuses into the raw material metal to form an oil hole. Therefore, there is an effect that the manufacturing process is simplified at a stroke.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】ＷＣ−Ｃｏ系の曲げ強度および破壊靭性値とＣ
ｏ量の関係図である。FIG. 1 shows bending strength and fracture toughness of WC—Co system and C
It is a relation diagram of o quantity.

【図２】超硬系のＣｕ量による曲げ強度と破壊靭性値の
関係図である。FIG. 2 is a graph showing the relationship between bending strength and fracture toughness depending on the amount of Cu in a cemented carbide.

【図３】サーメット系のＣｕ量による曲げ強度と破壊靭
性値の関係図である。FIG. 3 is a graph showing the relationship between bending strength and fracture toughness depending on the amount of Cu in a cermet system.

【図４】超硬系のＦｅ量による曲げ強度と破壊靭性値の
関係図である。FIG. 4 is a graph showing the relationship between bending strength and fracture toughness depending on the amount of Fe in a cemented carbide.

【図５】サーメット系のＦｅ量による曲げ強度と破壊靭
性値の関係図である。FIG. 5 is a graph showing the relationship between bending strength and fracture toughness depending on the amount of Fe in a cermet.

【図６】超硬系のＮｉ量による曲げ強度と破壊靭性値の
関係図である。FIG. 6 is a graph showing the relationship between bending strength and fracture toughness depending on the amount of Ni in a cemented carbide.

【図７】サーメット系のＮｉ量による曲げ強度と破壊靭
性値の関係図である。FIG. 7 is a graph showing the relationship between bending strength and fracture toughness depending on the amount of Ni in a cermet system.

【図８】超硬系のＺｒ量による曲げ強度と破壊靭性値の
関係図である。FIG. 8 is a graph showing the relationship between flexural strength and fracture toughness depending on the Zr amount of a cemented carbide.

【図９】サーメット系のＺｒ量による曲げ強度と破壊靭
性値の関係図である。FIG. 9 is a graph showing the relationship between bending strength and fracture toughness depending on the amount of Zr in a cermet system.

【図１０】本発明に係る油穴付ドリルの縦断説明図であ
る。FIG. 10 is an explanatory longitudinal sectional view of the drill with an oil hole according to the present invention.

【図１１】前記油穴付ドリルを成形するための金型装置
の概略説明図である。FIG. 11 is a schematic explanatory view of a mold device for forming the drill with an oil hole.

【図１２】前記油穴付ドリルの内部組成を示す説明図で
ある。FIG. 12 is an explanatory view showing an internal composition of the drill with an oil hole.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１０…油穴付ドリル １２…工具本体部 １４…油穴 １６…噴射口 １８…高靭性化金属層 ２０…金型装置 ２８…キャビテイ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Drill with oil hole 12 ... Tool body part 14 ... Oil hole 16 ... Injection port 18 ... High toughness metal layer 20 ... Mold apparatus 28 ... Cavity

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大石 哲也 埼玉県狭山市新狭山１−10−１ ホンダ エンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−228504（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−39306（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−188710（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−138448（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23B 51/00,51/06 B22F 3/26 B23C 3/16 B23P 15/32 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (72) Inventor Tetsuya Oishi 1-10-1 Shinsayama, Sayama-shi, Saitama Honda Engineering Co., Ltd. (56) References JP-A-4-228504 (JP, A) JP-A-64 -39306 (JP, A) JP-A-7-188710 (JP, A) JP-A-5-138448 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. ⁷ , DB name) B23B 51/00, 51/06 B22F 3/26 B23C 3/16 B23P 15/32

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】油穴が設けられたドリル、リーマおよびエ
ンドミル等の油穴付工具であって、 超硬またはサーメットで構成された工具本体部と、 焼結中に前記工具本体部の原材料金属と反応し、あるい
は該原材料金属に拡散して前記油穴を形成する周面部か
ら該工具本体部内の所定の範囲にわたって設けられた高
靭性化金属層と、 を備え、 前記高靭性化金属層における金属の濃度は、前記油穴か
ら前記工具本体部に向かって傾斜的に減少している こと
を特徴とする油穴付工具。1. A tool with an oil hole, such as a drill, a reamer and an end mill, provided with an oil hole, comprising: a tool body made of carbide or cermet; and a metal material of the tool body during sintering. and a high toughness metal layer disposed over a predetermined range of the reaction was, or the tool body portion from the circumferential surface portion diffuses into raw material metal to form the oil hole and, in the high toughness metal layer The concentration of metal is
A tool having an oil hole, wherein the tool is inclined and decreases toward the tool body . 【請求項２】油穴が設けられるとともに前記油穴を形成
する周面部から工具本体部内の所定の範囲にわたって設
けられた高靭性化金属層を有し、かつ前記高靭性化金属
層における金属の濃度が前記油穴から前記工具本体部に
向かって傾斜的に減少しているドリル、リーマおよびエ
ンドミル等の油穴付工具の製造方法であって、 焼結中に原材料金属と反応して金属間化合物を生成する
成分、あるいは該結合層金属に拡散する成分を有した油
穴形成用芯材を得る工程と、 前記芯材を成形型内の油穴相当部に配置させるととも
に、該成形型内に前記原材料金属粉末を充填して成形体
を得る工程と、 前記成形体を焼結する工程と、 を有することを特徴とする油穴付工具の製造方法。2. A forming Rutotomoni the oil hole oil hole provided
From the surrounding surface to a predetermined range in the tool body.
A toughened metal layer, and the toughened metal
The metal concentration in the layer from the oil hole to the tool body
A method of manufacturing a tool with an oil hole such as a drill, a reamer, and an end mill, which is inclined downwardly , comprising: a component which reacts with a raw material metal during sintering to produce an intermetallic compound; Obtaining a core material for forming an oil hole having a component that diffuses into the mold; disposing the core material in a portion corresponding to an oil hole in a molding die; and filling the molding die with the raw material metal powder to form a molded product. And a step of sintering the compact. A method for manufacturing a tool with an oil hole, comprising: 【請求項３】請求項２記載の方法において、前記原材料
金属粉末は、超硬またはサーメットを構成する金属粉末
であることを特徴とする油穴付工具の製造方法。3. The method according to claim 2, wherein said raw material metal powder is a metal powder constituting a carbide or a cermet. 【請求項４】請求項２または３記載の方法において、前
記芯材は、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｚｒまたは
それぞれの合金のいずれかであることを特徴とする油穴
付工具の製造方法。4. The method according to claim 2, wherein the core material is one of Co, Ni, Fe, Cu, Mo, Zr and an alloy thereof. Production method. 【請求項５】請求項２記載の方法において、前記成形体
は、金型内静水圧加圧成形法により成形されることを特
徴とする油穴付工具の製造方法。5. The method according to claim 2, wherein the molded body is formed by an in-mold hydrostatic pressure molding method.