JP6839884B2 - ダイヤモンド切削工具を用いた切削方法 - Google Patents
ダイヤモンド切削工具を用いた切削方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6839884B2 JP6839884B2 JP2020516943A JP2020516943A JP6839884B2 JP 6839884 B2 JP6839884 B2 JP 6839884B2 JP 2020516943 A JP2020516943 A JP 2020516943A JP 2020516943 A JP2020516943 A JP 2020516943A JP 6839884 B2 JP6839884 B2 JP 6839884B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- concentration
- cutting
- solid solution
- nitrogen
- nitrogen concentration
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 title claims description 114
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 48
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 title claims description 32
- 239000010432 diamond Substances 0.000 title claims description 32
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 148
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 84
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 claims description 51
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims description 31
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 claims description 24
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims description 23
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 claims description 21
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 16
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 5
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 3
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000005121 nitriding Methods 0.000 description 19
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 8
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 8
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910001337 iron nitride Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 6
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 150000002829 nitrogen Chemical class 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B27/00—Tools for turning or boring machines; Tools of a similar kind in general; Accessories therefor
- B23B27/14—Cutting tools of which the bits or tips or cutting inserts are of special material
- B23B27/148—Composition of the cutting inserts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B27/00—Tools for turning or boring machines; Tools of a similar kind in general; Accessories therefor
- B23B27/14—Cutting tools of which the bits or tips or cutting inserts are of special material
- B23B27/18—Cutting tools of which the bits or tips or cutting inserts are of special material with cutting bits or tips or cutting inserts rigidly mounted, e.g. by brazing
- B23B27/20—Cutting tools of which the bits or tips or cutting inserts are of special material with cutting bits or tips or cutting inserts rigidly mounted, e.g. by brazing with diamond bits or cutting inserts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B1/00—Methods for turning or working essentially requiring the use of turning-machines; Use of auxiliary equipment in connection with such methods
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B2222/00—Materials of tools or workpieces composed of metals, alloys or metal matrices
- B23B2222/84—Steel
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B2226/00—Materials of tools or workpieces not comprising a metal
- B23B2226/31—Diamond
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
- Turning (AREA)
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
Description
図2(a)は、アトム窒化処理した加工ワークを示し、図2(b)は、加工ワーク21のA−A断面を示す。加工ワーク21の材質はSUS420J2の生材である。加工ワーク21は、中心に孔22を設けられた直径50mmの円板形状を有し、実験中、機械加工装置の主軸が孔22に取り付けられて、回転させられる。ダイヤモンド切削工具は、機械加工装置の送り機構により、回転する加工ワーク21の表面23に対して相対的に動かされ、加工ワーク21の表面23を切削する。
図3は、電子線マイクロアナライザ(EPMA)による窒素濃度の分析結果を示す。分析結果に示されるように、窒素原子は表面から侵入するため、表面の窒素濃度が高く、表面から深くなるにつれて窒素濃度が低くなる。本実験で使用した加工ワーク21のアトム窒化処理条件によると、固溶体層10の表面は、窒素原子が飽和に固溶した状態となっており、表面からの距離(深さ)が約50μmより下方で、窒素濃度がほぼ0重量パーセントとなっている。なお窒素濃度のプロファイル、つまり窒素濃度と表面からの距離(深さ)の関係は窒化処理条件に依存し、たとえば処理時間を長くすることで、固溶体層10を深く形成できる。なお処理時間を長くすると飽和領域は広がるが、飽和領域における最大の窒素濃度(ピーク濃度)は変わらない。
切込量(一層分) : 2〜3μm
一回転ごとの工具送り量 : 5μm
回転速度 : 80rpm
平均切削速度 : 10m/分
切削長さ : 188m/層
工具摩耗の観察にあたり、表面から約10μmの深さを前加工により除去して、切削面を滑らかにした。
Claims (9)
- 炭素原子が被削材に移動することで工具摩耗が生じるダイヤモンド切削工具により切削する方法であって、
窒素原子が侵入型固溶原子として存在する固溶体層を少なくとも表面に有し、前記表面は窒素原子が飽和に固溶した状態となっている金属材料の前記固溶体層を、その表面からダイヤモンド切削工具で切削する際、
窒素濃度が所定の第1濃度以下であって、且つ飽和領域の窒素濃度にもとづいて定められる所定の第2濃度以上である領域内で切削を行い、窒素濃度が所定の第2濃度未満となる領域の切削を行わない、
ことを特徴とする切削方法。 - 炭素原子が被削材に移動することで工具摩耗が生じるダイヤモンド切削工具により切削する方法であって、
窒素原子が侵入型固溶原子として存在する固溶体層を少なくとも表面に有し、前記表面は窒素原子が飽和に固溶した状態となっている金属材料の前記固溶体層を、その表面からダイヤモンド切削工具で切削する際、
窒素濃度が所定の第1濃度以下のピークを示す位置を切削した後、窒素濃度が、飽和領域の窒素濃度にもとづいて定められる所定の第2濃度未満となる領域に達する前に切削を終了する、
ことを特徴とする切削方法。 - 所定の第2濃度は、飽和領域の窒素濃度の70%以上の濃度に定められる、
ことを特徴とする請求項1または2に記載の切削方法。 - 炭素原子が被削材に移動することで工具摩耗が生じるダイヤモンド切削工具により切削する方法であって、
窒素原子が侵入型固溶原子として存在する固溶体層を少なくとも表面に有し、前記表面は窒素原子が飽和に固溶した状態となっている金属材料の前記固溶体層を、その表面からダイヤモンド切削工具で切削する際、
窒素濃度が所定の第1濃度以下であって、且つ飽和領域の窒素濃度にもとづいて定められる第2濃度以上である領域内を切削可能範囲とし、第2濃度より高い第3濃度以上である領域内で切削を行う、
ことを特徴とする切削方法。 - 第2濃度は、飽和領域の窒素濃度の70%以上の濃度に定められる、
ことを特徴とする請求項4に記載の切削方法。 - 前記切削方法は、金属材料を鏡面加工する方法である、
ことを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の切削方法。 - 金属材料は、鉄系材料である、
ことを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の切削方法。 - 第1濃度は、金属材料の窒化物を含まない濃度の上限である、
ことを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載の切削方法。 - 金属材料が鉄系材料であり、第1濃度は、6重量パーセントである、
ことを特徴とする請求項8に記載の切削方法。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2019/008538 WO2020178971A1 (ja) | 2019-03-05 | 2019-03-05 | ダイヤモンド切削工具を用いた切削方法 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021014349A Division JP7032833B2 (ja) | 2021-02-01 | 2021-02-01 | 切削方法、金属材料、金型、および金型の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP6839884B2 true JP6839884B2 (ja) | 2021-03-10 |
JPWO2020178971A1 JPWO2020178971A1 (ja) | 2021-03-11 |
Family
ID=72338453
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020516943A Active JP6839884B2 (ja) | 2019-03-05 | 2019-03-05 | ダイヤモンド切削工具を用いた切削方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US12023741B2 (ja) |
JP (1) | JP6839884B2 (ja) |
CN (1) | CN113302011A (ja) |
DE (1) | DE112019000101T5 (ja) |
WO (1) | WO2020178971A1 (ja) |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100374613C (zh) * | 1999-09-07 | 2008-03-12 | 西铁城控股株式会社 | 装饰品及其制造方法 |
JP2005246504A (ja) * | 2004-03-02 | 2005-09-15 | Allied Material Corp | 銅の鏡面切削加工におけるダイヤモンド工具の損耗抑制方法 |
JP2006192556A (ja) * | 2005-01-17 | 2006-07-27 | Nsk Ltd | 平面加工方法及びスラスト軸受軌道輪 |
WO2012153767A1 (ja) * | 2011-05-09 | 2012-11-15 | 学校法人トヨタ学園 | 窒化処理方法及び窒化処理装置 |
JP6359805B2 (ja) * | 2013-04-30 | 2018-07-18 | 住友電気工業株式会社 | ダイヤモンド複合体、ダイヤモンド複合体の製造方法および単結晶ダイヤモンドの製造方法 |
EP3118346B1 (en) * | 2014-03-13 | 2019-12-18 | Nippon Steel Corporation | Nitriding method and nitrided part production method |
WO2016019088A1 (en) * | 2014-07-31 | 2016-02-04 | Williams Peter C | Enhanced activation of self-passivating metals |
CN110023238B (zh) * | 2016-11-30 | 2022-10-25 | 住友电气工业株式会社 | 多晶金刚石及其制法 |
JP7078220B2 (ja) * | 2017-02-22 | 2022-05-31 | 学校法人トヨタ学園 | 金属製品の製造方法 |
-
2019
- 2019-03-05 CN CN201980004444.3A patent/CN113302011A/zh active Pending
- 2019-03-05 DE DE112019000101.9T patent/DE112019000101T5/de active Pending
- 2019-03-05 JP JP2020516943A patent/JP6839884B2/ja active Active
- 2019-03-05 WO PCT/JP2019/008538 patent/WO2020178971A1/ja active Application Filing
-
2021
- 2021-03-09 US US17/196,207 patent/US12023741B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE112019000101T5 (de) | 2020-11-19 |
JPWO2020178971A1 (ja) | 2021-03-11 |
US20210187622A1 (en) | 2021-06-24 |
CN113302011A (zh) | 2021-08-24 |
WO2020178971A1 (ja) | 2020-09-10 |
US12023741B2 (en) | 2024-07-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Dhar et al. | The influence of cryogenic cooling on tool wear, dimensional accuracy and surface finish in turning AISI 1040 and E4340C steels | |
JP6173211B2 (ja) | ボア切削工具およびその製造方法 | |
JPWO2017169303A1 (ja) | 機械加工工具の刃先部構造及びその表面処理方法 | |
WO2016002402A1 (ja) | 切削工具の製造方法及び切削工具 | |
JP6839884B2 (ja) | ダイヤモンド切削工具を用いた切削方法 | |
JP7032833B2 (ja) | 切削方法、金属材料、金型、および金型の製造方法 | |
Chen et al. | Development of an ultrahard nanotwinned cBN micro tool for cutting hardened steel | |
US11141801B2 (en) | Cutting tool having partially-removed film formed thereon | |
JP6549851B2 (ja) | 摺動部材のテクスチャ加工方法 | |
JP2007210070A (ja) | 旋削加工用工具及びその工具を使用した金属部材の加工方法 | |
Marinin et al. | The capability of pulsed laser radiation for cutting band saws hardening | |
Nicolodi et al. | Effect of wear progression in an'S'-type mixed ceramic tool on machining forces and surface roughness in the turning of hardened AISI 4140 steel | |
JP2020131310A (ja) | 切削工具およびその製造方法 | |
Malygin et al. | Surface roughness variation in ultrasonic assisted burnishing of high-strength steels | |
Jarosz | A review of the recent investigations regarding texturized cutting tools | |
US20240058906A1 (en) | Nitrided cut tap and production method therefor | |
JP4618680B2 (ja) | ブローチの製造方法 | |
Dobrocký et al. | Change of surface texture parameters of ground surfaces after application of hard and abrasion resistant layers | |
RU2804202C1 (ru) | Способ механической обработки стальной заготовки аустенитного класса с дроблением стружки | |
JP2007319990A (ja) | 球状黒鉛鋳鉄の切削加工方法、球状黒鉛鋳鉄、摺動部材及び油圧機器 | |
US11376675B2 (en) | Cutting tool having partially-removed film formed thereon | |
US11524345B2 (en) | Bore cutting tool and method of making the same | |
Teh et al. | A Study on the Fabrication of a Textured Cutting Tool using a Plasma Focus Machine | |
Denkena et al. | An approach to reduce the influence of tool wear on workpiece properties during hard turning | |
SAITO et al. | Mirror Surface Machining of High-Alloy Steels by |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A529 | Written submission of copy of amendment under article 34 pct |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A5211 Effective date: 20200323 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200824 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200824 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20200824 |
|
A975 | Report on accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 Effective date: 20201228 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210105 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210201 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6839884 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |