JPH04152004A - 切削工具 - Google Patents
切削工具Info
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- JPH04152004A JPH04152004A JP27747490A JP27747490A JPH04152004A JP H04152004 A JPH04152004 A JP H04152004A JP 27747490 A JP27747490 A JP 27747490A JP 27747490 A JP27747490 A JP 27747490A JP H04152004 A JPH04152004 A JP H04152004A
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- Japan
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- cutting tool
- cutting
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- tac
- moc
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Links
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Landscapes
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明はドリル、エンドミル、リーマ等の切削工具に関
し、詳細には、異種材料の複合化により耐摩耗性1耐チ
ッピング性、耐折損性の向上が図られた切削工具に関す
るものである。
し、詳細には、異種材料の複合化により耐摩耗性1耐チ
ッピング性、耐折損性の向上が図られた切削工具に関す
るものである。
[従来の技術]
WC系やTiC系の硬質合金は一般に粉末冶金法で製造
され、ドリル、エンドミル、リーマ等の切削工具やビッ
ト、ロール等の耐摩耗性工具、鉱山用工具として広(利
用されている。
され、ドリル、エンドミル、リーマ等の切削工具やビッ
ト、ロール等の耐摩耗性工具、鉱山用工具として広(利
用されている。
上記硬質合金は鉄、岩石等の高硬度材を対象にした切削
工具、耐摩・?#撃工具として用いられるので著しく高
い耐摩耗性が要求されており、ビッカース硬度にして1
000を超える高硬度材料となっている。
工具、耐摩・?#撃工具として用いられるので著しく高
い耐摩耗性が要求されており、ビッカース硬度にして1
000を超える高硬度材料となっている。
但し一般に硬度が高くなるほど材料は脆くなる性質を有
するものであり、耐摩耗性切削工具として一般に利用さ
れている高速度鋼(以下ハイスという)に比べ上記硬質
材料は靭性に劣るという難点を有していた。一方粉末冶
金法の難点であったボアーを完全消滅できるHIP法が
開発され、また超微粒子超硬合金の発明などにより、ハ
イスに近い靭性を持つ硬質材料が商品化された。その結
果、従来ハイス工具が主流であったドリル、エンドミル
なとの転削工具においても、WC系硬質材料が普及し始
め、硬さおよび耐熱性に優れることや、高剛性である特
性を活かし高速切削による加工能率の向上や高精度化な
ど高性能加工の最近のニーズに答えられるようになって
きている。
するものであり、耐摩耗性切削工具として一般に利用さ
れている高速度鋼(以下ハイスという)に比べ上記硬質
材料は靭性に劣るという難点を有していた。一方粉末冶
金法の難点であったボアーを完全消滅できるHIP法が
開発され、また超微粒子超硬合金の発明などにより、ハ
イスに近い靭性を持つ硬質材料が商品化された。その結
果、従来ハイス工具が主流であったドリル、エンドミル
なとの転削工具においても、WC系硬質材料が普及し始
め、硬さおよび耐熱性に優れることや、高剛性である特
性を活かし高速切削による加工能率の向上や高精度化な
ど高性能加工の最近のニーズに答えられるようになって
きている。
しかしながら上記硬質材料であっても使用条件によって
は突発的な折れ、欠は等が発生して工具寿命がばらつく
という問題が生じており、信頼性の向上が残された課題
となっている。
は突発的な折れ、欠は等が発生して工具寿命がばらつく
という問題が生じており、信頼性の向上が残された課題
となっている。
以下切削工具のうち代表的にドリルを取り上げて説明す
る。
る。
硬質材料で製作されるドリルの欠け、折れという問題は
形状、材質の双方に左右されることが知られている。形
状面ではチゼル部の形状を工夫することによって欠けの
問題を解消しドリルが開発されている。また材質面から
欠け、折れの向上を図るには、−船釣に抗折力を高め靭
性を向上することが有効な手段である。
形状、材質の双方に左右されることが知られている。形
状面ではチゼル部の形状を工夫することによって欠けの
問題を解消しドリルが開発されている。また材質面から
欠け、折れの向上を図るには、−船釣に抗折力を高め靭
性を向上することが有効な手段である。
しかしながら耐摩耗性と靭性は相反する性質であり、靭
性の優れた超微粒合金についても例外ではない。そこで
現在汎用されている超硬ドリルは材質の面から工夫がな
され工具材料に比較的靭性の高いP30相当の超硬材料
を用いると共に、刃先にTiN等のコーティングを施す
ことにより、切削寿命を実用可能なレベルまで高めてい
るが、コーティング部が剥離しやすいという難点があり
、やはり寿命のばらつきが問題となっている。
性の優れた超微粒合金についても例外ではない。そこで
現在汎用されている超硬ドリルは材質の面から工夫がな
され工具材料に比較的靭性の高いP30相当の超硬材料
を用いると共に、刃先にTiN等のコーティングを施す
ことにより、切削寿命を実用可能なレベルまで高めてい
るが、コーティング部が剥離しやすいという難点があり
、やはり寿命のばらつきが問題となっている。
[発明が解決しようとする課題]
本発明は上記事情に着目してなされたものであって、耐
折損性、耐チッピング性が問題となる硬質材料において
、異種材料の複合化により、耐摩耗性と耐チッピング性
、耐折損性を同時に高め信頼性に優れた切削工具を提供
しようとするものである。
折損性、耐チッピング性が問題となる硬質材料において
、異種材料の複合化により、耐摩耗性と耐チッピング性
、耐折損性を同時に高め信頼性に優れた切削工具を提供
しようとするものである。
[ff題を解決するための手段]
上記目的を達成した本発明の切削工具における第1発明
とは長さしの溝部を有する刃先部とシャンク部で異なる
組成からなる切削工具であって、工具最先端から0.1
L〜1.0Lの範囲をA部、シャンク部を8部としたと
き、A部及び8部の各組成を下記の範囲に定めたもので
あることを要旨とするものである。
とは長さしの溝部を有する刃先部とシャンク部で異なる
組成からなる切削工具であって、工具最先端から0.1
L〜1.0Lの範囲をA部、シャンク部を8部としたと
き、A部及び8部の各組成を下記の範囲に定めたもので
あることを要旨とするものである。
[A部コ
WCおよび/またはMOC:5〜40%COおよび/ま
たはNi :5〜3o%TaCおよび/または(Ta、
Nb)C:0.1〜10% 残部:TiC,TiN、Ti (C,N)よりなる群か
ら選択される1種以上及び不可避不純物。
たはNi :5〜3o%TaCおよび/または(Ta、
Nb)C:0.1〜10% 残部:TiC,TiN、Ti (C,N)よりなる群か
ら選択される1種以上及び不可避不純物。
[B部]
Coおよび/またはNi:5〜30%
Crs C2,VC,MoC,TaCよりなる群から選
択される1種以上=0.1〜2.0%残部:平均粒径3
μm以下のWC及び不可避不純物。
択される1種以上=0.1〜2.0%残部:平均粒径3
μm以下のWC及び不可避不純物。
また上記A部の組成に、V(C,N)、Cr(C,N)
、Hf (C,N)、B (C,N)。
、Hf (C,N)、B (C,N)。
Nb (C,N)、Zr (C,N)よりなる群から選
択される1種以上二0.1〜5%を含有させてもよく、
或は/及び上記B部の組成が更にTiC。
択される1種以上二0.1〜5%を含有させてもよく、
或は/及び上記B部の組成が更にTiC。
TaC,(Ta、Nb)Cよりなる群から選択される1
種以上=30%以下、および/またはHf(C,N)、
B (C,N)、Nb (C,N)。
種以上=30%以下、および/またはHf(C,N)、
B (C,N)、Nb (C,N)。
Zr (C,N)の炭窒化物とTiN、TaNよりなる
群から選択される1種以上=0.1〜5%を含有させて
も良い。
群から選択される1種以上=0.1〜5%を含有させて
も良い。
[作用コ
本発明に係る切削工具先端側のA部の組成は、切削工具
寿命の向上を目的とするものであり、Ti系炭窒化物を
主体とした組成を採用することによって、耐熱性、耐摩
耗性を高め、切削工具の高寿命化を図ったものである。
寿命の向上を目的とするものであり、Ti系炭窒化物を
主体とした組成を採用することによって、耐熱性、耐摩
耗性を高め、切削工具の高寿命化を図ったものである。
以下に各成分の限定理由について説明する。
WCおよび/またはMoCは耐熱性の向上を目的として
添加されるが、5%未満では効果が十分得られず、一方
多過ぎると耐摩耗性が低くなり所望の切削工具寿命が達
成できないので40%を上限とした。
添加されるが、5%未満では効果が十分得られず、一方
多過ぎると耐摩耗性が低くなり所望の切削工具寿命が達
成できないので40%を上限とした。
COおよび/またはNiが5%未満の場合刃先に欠けを
生じるので5%以上添加するが、多過ぎると耐摩耗性が
劣化して所望の切削工具寿命を達成できないので30%
を上限とした。
生じるので5%以上添加するが、多過ぎると耐摩耗性が
劣化して所望の切削工具寿命を達成できないので30%
を上限とした。
TaCおよび/または(Ta、Nb)Cは耐熱性の向上
を目的として添加するが、0.1%未満では十分な効果
が発揮されず、15%を超えると欠けが問題となり所望
の寿命を達成できないのでTaCの含有量は0.1〜1
5%とした。
を目的として添加するが、0.1%未満では十分な効果
が発揮されず、15%を超えると欠けが問題となり所望
の寿命を達成できないのでTaCの含有量は0.1〜1
5%とした。
尚焼結時における微粒炭窒化物の粒成長の抑制を目的と
して、上記以外にV、Cr、Hf、B。
して、上記以外にV、Cr、Hf、B。
Nb、Zrよりなる群から選択される1種以上の元素の
炭窒化物を0.1%以上含有させてもよいが、多過ぎる
と靭性に悪影響を及ぼすので5%を上限とすることが望
ましい。
炭窒化物を0.1%以上含有させてもよいが、多過ぎる
と靭性に悪影響を及ぼすので5%を上限とすることが望
ましい。
次に本発明の切削工具において根元側にあたるB部の組
成は、切削工具の耐折損性向上を目的とするものであり
、微粒W系炭化物を主体とした組成を採用することによ
って靭性の向上を図ったものである。
成は、切削工具の耐折損性向上を目的とするものであり
、微粒W系炭化物を主体とした組成を採用することによ
って靭性の向上を図ったものである。
Coおよび/またはNiが5%未満の場合、靭性が不十
分であり耐折損性に効力を発揮できない。一方30%を
超えても靭性が低下するのでCOやNiの含有量は5〜
30%とした。
分であり耐折損性に効力を発揮できない。一方30%を
超えても靭性が低下するのでCOやNiの含有量は5〜
30%とした。
Cr、C2,VC,MoC及びTaCは焼結時の粒成長
抑制剤として作用する化合物であり、その1f!以上が
0.1%未満の場合は粒成長を抑制する効果が発揮され
ず、焼結によりWCの平均粒径が3μmを超え、若しく
は異常成長粒子が形成されて靭性が低下し、耐折損性に
効果を発揮できない。一方2%を超えると粒成長抑制効
果は発揮できるものの、添加量が多いことから焼結や冷
却時の温度によっては靭性を損う晶析物が生じ効力を発
揮できないので2%を上限とした。
抑制剤として作用する化合物であり、その1f!以上が
0.1%未満の場合は粒成長を抑制する効果が発揮され
ず、焼結によりWCの平均粒径が3μmを超え、若しく
は異常成長粒子が形成されて靭性が低下し、耐折損性に
効果を発揮できない。一方2%を超えると粒成長抑制効
果は発揮できるものの、添加量が多いことから焼結や冷
却時の温度によっては靭性を損う晶析物が生じ効力を発
揮できないので2%を上限とした。
WCの平均粒径は3μmを超えると、靭性が劣化し耐折
損性に威力を発揮できないので3μmを上限とした。
損性に威力を発揮できないので3μmを上限とした。
尚切削加工時において溝を通じて排出される切屑の熱的
破損防止と耐熱性の向上、さらには粒成長の抑制を目的
として、上記以外にTiCTaC,(Ta、Nb)Cよ
りなる群から選択される1種以上を含有させてもよい。
破損防止と耐熱性の向上、さらには粒成長の抑制を目的
として、上記以外にTiCTaC,(Ta、Nb)Cよ
りなる群から選択される1種以上を含有させてもよい。
但し多過ぎると靭性が劣化するので30%を上限とする
のが望ましい。
のが望ましい。
また粒成長の抑制を目的として、Hf、B。
Nb、Zrの炭窒化物とTi、Taの窒化物よりなる群
から選択される1種以上を0.1%以上含有させてもよ
い、但し多過ぎると靭性に悪影響を及ぼすので、5%以
下であることが好ましい。
から選択される1種以上を0.1%以上含有させてもよ
い、但し多過ぎると靭性に悪影響を及ぼすので、5%以
下であることが好ましい。
尚上記A部とB部の一体性を高めることを目的として、
A部とB部の接合部はA部とB部の混合組成にすること
が好ましい。
A部とB部の接合部はA部とB部の混合組成にすること
が好ましい。
[実施例〕
まず第1発明を実施例に基づいて説明する。
実施例I
A部の原料粉末(以下A粉末ということがある)として
は0.8μmのTi (C,N)。
は0.8μmのTi (C,N)。
T i C,WC,1,3μmのMoC,TaC,1,
0μmのCo、Niを用い、B部の原料粉末(以下B粉
末ということもある)としては0.6〜1.5μmのW
C,1,3μm1のTaC,VC。
0μmのCo、Niを用い、B部の原料粉末(以下B粉
末ということもある)としては0.6〜1.5μmのW
C,1,3μm1のTaC,VC。
Crs C2,1,0μtaのCOを用い、上記A部。
B部の原料粉末の夫々について下記処理を施した。
まず、第1表に示される最終組成となる様に上記原料粉
末を配合し、有機溶剤中アトライタで8時間混合した後
乾燥造粒を行なった。
末を配合し、有機溶剤中アトライタで8時間混合した後
乾燥造粒を行なった。
得られた混合粉末を用いて、まずホッパーに蓄積されて
いるA粉末を所定量成形金型に投入後、所定量のB粉末
を投入して1.5ton/cm”で圧粉成形を行った。
いるA粉末を所定量成形金型に投入後、所定量のB粉末
を投入して1.5ton/cm”で圧粉成形を行った。
この様にして得られた成形体について脱ろう・半焼きを
施した後、ドリル形状素材にするための半焼加工を行な
った。この半焼量を約I Torrの真空雰囲気中14
00℃で1時間焼結後、Ar雰囲気下1000気圧で1
350℃、1時間のHIP処理を施し焼結体を得た。該
焼結体を機械加工し、刃先から20+mまでがA組成そ
れ以外がB組成からなる6、0 amφと10.0ma
+φのドリルを製作して、従来の超硬コーティング(T
iN)ドリルと穴明は可能な個数により性能を比較した
。その結果を第2表に示す。
施した後、ドリル形状素材にするための半焼加工を行な
った。この半焼量を約I Torrの真空雰囲気中14
00℃で1時間焼結後、Ar雰囲気下1000気圧で1
350℃、1時間のHIP処理を施し焼結体を得た。該
焼結体を機械加工し、刃先から20+mまでがA組成そ
れ以外がB組成からなる6、0 amφと10.0ma
+φのドリルを製作して、従来の超硬コーティング(T
iN)ドリルと穴明は可能な個数により性能を比較した
。その結果を第2表に示す。
実施例2
出発原料粉末は、0.8μ重のTi (C,N)。
T i C,WC,1,3μmのMoC,TaC,1,
0μm0のCo、Niを粉末として用い、0.5〜0.
8μmのWC,1,3μmのTaC,Cr、C2,1,
0μ獄のCoをB粉末として用いた。上記A。
0μm0のCo、Niを粉末として用い、0.5〜0.
8μmのWC,1,3μmのTaC,Cr、C2,1,
0μ獄のCoをB粉末として用いた。上記A。
B粉末をそれぞれ第3表に示される最終組成が得られる
様に配合した以外は実施例1と同様な製法によりエンド
ミル素材を得た。
様に配合した以外は実施例1と同様な製法によりエンド
ミル素材を得た。
これを機械加工し、刃部22IIIIIlがA組成であ
ってそれ以外がB組成からなり、直径110l1φ、ね
じれ角30° 4枚刃のエンドミルを製作し、下記の
条件により切削加工を行ない、総切削長と切削長8mに
おける面粗さを測定した。
ってそれ以外がB組成からなり、直径110l1φ、ね
じれ角30° 4枚刃のエンドミルを製作し、下記の
条件により切削加工を行ない、総切削長と切削長8mに
おける面粗さを測定した。
尚比較材には超微粒子超硬エンドミルを用いた。
切削速度=70■m/分
送 リ : 0.07ma+/刃
切込み二手径方向−〇、OFvmφ
軸方向−15a+m
被削剤:555C(H8=190)
切削方式:ダウンカット、湿式
結果は第4表に示す。
第
表
実施例3
実施例2で用いた原料粉末を、最終組成が第3表の発明
合金1′ELび比較合金1になるように配合し、実施例
1と同様な製法でリーマ素材を得た。
合金1′ELび比較合金1になるように配合し、実施例
1と同様な製法でリーマ素材を得た。
これらを機械加工し、本発明材は刃先部がA組成であっ
てそれ以外がB組成になるような20■φのリーマを製
作し、下記の条件でリーマ加工を行った。
てそれ以外がB組成になるような20■φのリーマを製
作し、下記の条件でリーマ加工を行った。
切削速度:1500++m/分
送 リ : 0.4a+m /刃
被削長:25ma+貫通
リーマ化: 0.2a+m
被削材:550C(Ha ”179)
切削方式:湿式
1.5,50,500穴目で測定した面粗さルび真円度
の範囲を第5表に示す。
の範囲を第5表に示す。
第
表
本発明材を用いたり−マは面粗さ及び真円度の値が比較
材より非常に小さく、耐摩耗性に優れていることがわか
る。
材より非常に小さく、耐摩耗性に優れていることがわか
る。
[発明の効果]
本発明は以上の様に構成されているので、耐摩耗性、耐
チッピング性、耐折損性に優れた切削工具が提供できる
こととなった。
チッピング性、耐折損性に優れた切削工具が提供できる
こととなった。
さらにTiC系単独合金で問題となる研削性の問題も根
元側に研削性の良好な微粒WC系合金を用いているので
、月切加工も従来の超硬合金なみに行なうことが可能で
ある。
元側に研削性の良好な微粒WC系合金を用いているので
、月切加工も従来の超硬合金なみに行なうことが可能で
ある。
Claims (2)
- (1)長さLの溝部を有する刃先部とシャンク部で異な
る組成からなる切削工具であって、刃先部最先端から0
.1L〜1.0Lの範囲をA部、シャンク部をB部とし
たとき、A部及びB部の各組成を下記の範囲に定めたも
のであることを特徴とする切削工具。 [A部] WCおよび/またはMoC:5〜40%(重量%の意味
、以下同じ) Coおよび/またはNi:5〜30% TaCおよび/または(Ta、Nb)C:0.1〜10
% 残部:TiC、TiN、Ti(C、N)よりなる群から
選択される1種以上及び不可避不純物。 [B部] Coおよび/またはNi:5〜30% Cr_3、C_2、VC、MoC、TaCよりなる群か
ら選択される1種以上:0.1〜2% 残部:平均粒径3μm以下のWC及び不可避不純物。 - (2)請求項(1)記載の切削工具であつて、A部の組
成が、更にV(C、N)、Cr(C、N)、Hf(C、
N)、B(C、N)、Nb(C、N)、Zr(C、N)
よりなる群から選択される1種以上:0.1〜5%を含
有するものであるか/および、 B部の組成が、更にTiC、TaC、(Ta、Nb)C
よりなる群から選択される1種以上:30%以下、およ
び/またはHf(C、N)、B(C、N)、Nb(C、
N)、Zr(C、N)、TiN、TaNよりなる群から
選択される1種以上:0.1〜5%を含有してなる切削
工具。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27747490A JPH04152004A (ja) | 1990-10-15 | 1990-10-15 | 切削工具 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27747490A JPH04152004A (ja) | 1990-10-15 | 1990-10-15 | 切削工具 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04152004A true JPH04152004A (ja) | 1992-05-26 |
Family
ID=17584100
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27747490A Pending JPH04152004A (ja) | 1990-10-15 | 1990-10-15 | 切削工具 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04152004A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07138692A (ja) * | 1993-11-10 | 1995-05-30 | Kobe Steel Ltd | 軸物切削工具用超硬合金および軸物切削工具 |
CN103817357A (zh) * | 2014-02-26 | 2014-05-28 | 苏州市凯业金属制品有限公司 | 一种合金镗刀 |
CN107442819A (zh) * | 2017-09-19 | 2017-12-08 | 张家港钻通设备有限公司 | 一种高耐磨合金钻头 |
CN114231815A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-03-25 | 技锋精密刀具(马鞍山)有限公司 | 一种金属陶瓷薄片圆刀材料及其制作工艺 |
-
1990
- 1990-10-15 JP JP27747490A patent/JPH04152004A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07138692A (ja) * | 1993-11-10 | 1995-05-30 | Kobe Steel Ltd | 軸物切削工具用超硬合金および軸物切削工具 |
CN103817357A (zh) * | 2014-02-26 | 2014-05-28 | 苏州市凯业金属制品有限公司 | 一种合金镗刀 |
CN107442819A (zh) * | 2017-09-19 | 2017-12-08 | 张家港钻通设备有限公司 | 一种高耐磨合金钻头 |
CN114231815A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-03-25 | 技锋精密刀具(马鞍山)有限公司 | 一种金属陶瓷薄片圆刀材料及其制作工艺 |
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