JPH07136826A - Cutting device for milling - Google Patents
Cutting device for millingInfo
- Publication number
- JPH07136826A JPH07136826A JP28474693A JP28474693A JPH07136826A JP H07136826 A JPH07136826 A JP H07136826A JP 28474693 A JP28474693 A JP 28474693A JP 28474693 A JP28474693 A JP 28474693A JP H07136826 A JPH07136826 A JP H07136826A
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- cutting
- tungsten carbide
- tip
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、ステンレス等
の切削に適する炭化タングステン基超硬合金のチップと
ホルダーとを有するフライス加工用切削装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a milling cutting device having a tungsten carbide based cemented carbide tip and a holder suitable for cutting stainless steel or the like.
【０００２】[0002]
【従来技術】従来から、金属の切削加工のチップに広く
用いられている超硬合金は、炭化タングステンを主体と
する硬質相と、コバルト等の鉄族金属の結合相からなる
ＷＣ−Ｃｏ系合金、もしくは上記ＷＣ−Ｃｏ系に周期律
表第４ａ、５ａ、６ａ族金属の炭化物、窒化物、炭窒化
物等を添加した系が知られている。これらの超硬合金
は、切削工具のチップとして、主に鋳鉄や炭素鋼等の切
削に適用されているが、最近ではステンレスの切削への
適用も進められている。このステンレスは、耐食性、耐
銹性、耐酸化性、耐熱性に優れるといった特性を有する
ため、最近幅広い分野で応用され、加工量も年々増加し
ている。また、加工硬化の発生、低熱伝導率、工具材料
との親和性が高い、という性質を持つために難削性の金
属材料の代表と言われており、切削加工、特にフライス
加工の分野では問題が多いのが現状である。2. Description of the Related Art Conventionally, a cemented carbide that has been widely used for chips for cutting metal is a WC-Co type alloy composed of a hard phase mainly composed of tungsten carbide and a binding phase of an iron group metal such as cobalt. Alternatively, a system is known in which carbides, nitrides, carbonitrides, etc. of metals of Groups 4a, 5a and 6a of the Periodic Table are added to the above WC-Co system. These cemented carbides are mainly applied to cutting cast iron, carbon steel, etc. as chips of cutting tools, but recently, they are also being applied to cutting stainless steel. Since this stainless steel has characteristics such as excellent corrosion resistance, rust resistance, oxidation resistance, and heat resistance, it has recently been applied in a wide variety of fields and the amount of processing has been increasing year by year. In addition, it is said to be a representative of difficult-to-cut metal materials due to the properties of work hardening, low thermal conductivity, and high affinity with tool materials, which is a problem in the field of cutting, especially milling. The current situation is that there are many
【０００３】一方、ＷＣ−Ｃｏ系の超硬合金において、
合金中の炭素量は、合金全体の特性を大きく左右する要
因であることから、製造上細かな制御が行われている。
一般に、この炭素量は、各金属元素の炭化物としての化
学量論組成になる量で添加されるが、その炭素量が多い
場合、合金中には遊離炭素が析出し、逆に炭素が少ない
場合には、合金中に炭素が少ないＣｏ3 Ｗ3 Ｃ、Ｃｏ6
Ｗ6 Ｃ、Ｃｏ2 Ｗ4 Ｃ、Ｃｏ3 Ｗ9 Ｃ4 （以下、コバル
トタングステン炭化物と総称する）等が析出する。通
常、合金の特性の面から、上述したような遊離炭素また
はコバルトタングステン炭化物等を含まない、いわゆる
健全組織がチップに一般的に使用されている。これは、
遊離炭素やコバルトタングステン炭化物が破壊の起源と
なり易く、チップの切削特性を低下させると考えられて
きたためである。On the other hand, in the WC-Co type cemented carbide,
Since the amount of carbon in the alloy has a great influence on the properties of the entire alloy, fine control is performed in manufacturing.
Generally, this amount of carbon is added in an amount that results in a stoichiometric composition as a carbide of each metal element, but when the amount of carbon is large, free carbon is precipitated in the alloy, and conversely when there is little carbon. Include Co 3 W 3 C and Co 6 with less carbon in the alloy.
W 6 C, Co 2 W 4 C, Co 3 W 9 C 4 (hereinafter collectively referred to as cobalt tungsten carbide) and the like are precipitated. Usually, in view of alloy characteristics, so-called sound texture, which does not include free carbon or cobalt tungsten carbide as described above, is generally used for chips. this is,
This is because it has been considered that free carbon or cobalt tungsten carbide is likely to be a source of fracture and deteriorates the cutting characteristics of the tip.
【０００４】これに対して、特公昭６３−２７４２１号
では、これまでの考え方に反し、Ｃｏ3 Ｗ3 Ｃの析出を
積極的に促進させた超硬合金が提案され、これによりス
テンレス等の難削性被削材の切削時の耐摩耗性が向上す
ると提案されている。On the other hand, Japanese Patent Publication No. 63-27421 proposes a cemented carbide which, contrary to the conventional thinking, positively promotes the precipitation of Co 3 W 3 C. It has been proposed that the wear resistance of a machinable work material during cutting is improved.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする問題点】しかしながら、従来
の健全合金からなる超硬合金製チップでステンレスを切
削加工すると、チップの摩耗が急激に進行したり、溶着
が原因と考えられる欠損が発生して被削材の加工面状態
が悪化し、短時間の内に工具寿命となり、良好な切削が
できないという問題があった。However, when stainless steel is cut with a cemented carbide tip made of a conventional sound alloy, the tip wears rapidly and a defect that is considered to be caused by welding occurs. As a result, there has been a problem that the work surface state of the work material deteriorates, the tool life is shortened in a short time, and good cutting cannot be performed.
【０００６】また、特公昭６３−２７４２１号によれ
ば、ステンレスの切削に対して機械的な強度が不充分で
あり、工具に用いた場合に切削中に欠損を生じ、早々に
工具寿命に到り、良好な切削特性を得るに至っていな
い。According to Japanese Examined Patent Publication No. 63-27421, mechanical strength is insufficient for cutting stainless steel, and when used for a tool, a chip occurs during cutting and the tool life is quickly reached. Therefore, good cutting characteristics have not been obtained yet.
【０００７】さらに、上記のような超硬合金製のチップ
をフライス加工用チップとして用いる場合には、ホルダ
ーにチップを装着して使用されるが、この際におけるア
キシャルレーキ角は２５度以下程度に設定される。一般
に、このアキシャルレーキ角は大きくなるに従い、切削
抵抗が小さくなり、切削中の被削材の変形、切削中のび
びりの発生を低減できるものの、過度に大きくするとチ
ップ刃先の厚みが薄くなるためにチップが欠損し易くな
るという問題があった。例えば、最近では、被削材が主
に軽量化のために薄肉化する傾向にあり、上記のように
アキシャルレーキ角を２５度よりも大きくすると、切削
抵抗が大きくなり、切削中に被削材が変形したり、また
切削中にびびりが発生し、仕上面の品質が低下するとい
う問題があった。そこで、通常、このアキシャルレーキ
角はせいぜい２５度までとされており、これを越えるよ
うな設定での切削も一部行われているものの、切削寿命
が非常に短いものであった。Further, when the cemented carbide tip as described above is used as a milling tip, the tip is mounted on a holder for use, and the axial rake angle at this time is about 25 degrees or less. Is set. Generally, as the axial rake angle increases, the cutting resistance decreases, which can reduce the deformation of the work material during cutting and the occurrence of chatter during cutting, but if it is excessively increased, the thickness of the tip of the tip will decrease. There is a problem that the chip is easily damaged. For example, recently, the work material tends to be thinned mainly for weight reduction. When the axial rake angle is larger than 25 degrees as described above, the cutting resistance becomes large, and the work material during cutting is increased. There is a problem that the quality of the finished surface is deteriorated due to deformation of the blade and chattering during cutting. Therefore, the axial rake angle is usually set to 25 degrees at most, and although some cutting is performed with a setting exceeding this, the cutting life is very short.
【０００８】[0008]
【問題点を解決するための手段】本発明者等は、上記の
問題点について検討を重ねた結果、超硬合金組織内にコ
バルトタングステン炭化物を極微量析出させて分散しチ
ップを作成することにより、優れた機械的強度を有する
とともにステンレスの切削加工に対して優れた耐摩耗
性、耐欠損性を有するチップが得られ、さらに、このチ
ップをホルダーに装着した際のアキシャルレーキ角が２
５度以上の条件下においても、フライス加工で良好な切
削性能と切削寿命が得られることを知見し、本発明に至
った。Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have made extensive studies on the above-mentioned problems, and as a result, by depositing a very small amount of cobalt tungsten carbide in the cemented carbide structure to disperse the chips to form chips. , Which has excellent mechanical strength and wear resistance and chipping resistance against cutting of stainless steel, and has an axial rake angle of 2 when mounted on the holder.
The inventors have found that even under conditions of 5 degrees or more, good cutting performance and cutting life can be obtained by milling, and the present invention has been completed.
【０００９】即ち、本発明のフライス加工用切削装置
は、チップとホルダーとを備えたフライス加工用切削工
具であって、前記チップを前記ホルダーに装着した際に
おけるアキシャルレーキ角が２５度以上であり、かつ、
前記チップが、硬質相成分として炭化タングステンを、
結合相成分としてコバルトをそれぞれ含み、かつＣｏ3
Ｗ3 Ｃ、Ｃｏ6 Ｗ6 Ｃ、Ｃｏ2 Ｗ4 ＣおよびＣｏ3 Ｗ9
Ｃ4 から選ばれる少なくとも１種のコバルトタングステ
ン炭化物を含有する超硬合金により形成されるととも
に、Ｘ線回折測定で前記コバルトタングステン炭化物の
Ｃｏ3 Ｗ3 Ｃの（３３３）と（５１１）の合成ピーク、
Ｃｏ6 Ｗ6 Ｃの（３３３）と（５１１）の合成ピーク、
Ｃｏ2 Ｗ4 Ｃの（３３３）と（５１１）の合成ピークお
よびＣｏ3 Ｗ9 Ｃ4 の（３０１）のピークのうちの最大
ピークの強度をＩ1 、ＷＣの（００１）のピーク強度を
Ｉ2 とした時、Ｉ1 ／Ｉ2 で表されるピーク強度比が０
より大きく、０．１５以下であるものである。That is, the milling cutting device of the present invention is a milling cutting tool having a tip and a holder, and the axial rake angle when the tip is mounted on the holder is 25 degrees or more. ,And,
The chip, tungsten carbide as a hard phase component,
Co 3 as a binder phase component, and Co 3
W 3 C, Co 6 W 6 C, Co 2 W 4 C and Co 3 W 9
It is formed by a cemented carbide containing at least one cobalt tungsten carbide selected from C 4, and the synthetic peaks of (333) and (511) of Co 3 W 3 C of the cobalt tungsten carbide are measured by X-ray diffraction. ,
Co 3 W 6 C (333) and (511) synthetic peaks,
The intensity of the maximum peak of the synthetic peaks of (333) and (511) of Co 2 W 4 C and the peak of (301) of Co 3 W 9 C 4 is I 1 , and the peak intensity of (001) of WC is I 1 . 2 , the peak intensity ratio represented by I 1 / I 2 is 0
It is larger and is 0.15 or less.
【００１０】以下、本発明を詳述する。本発明のフライ
ス加工用切削装置は、チップとホルダーとを備えたフラ
イス加工用切削装置であり、チップをホルダーに装着し
た際におけるアキシャルレーキ角が２５度以上に設定さ
れる。The present invention will be described in detail below. The milling cutting device of the present invention is a milling cutting device including a tip and a holder, and an axial rake angle when the tip is mounted on the holder is set to 25 degrees or more.
【００１１】アキシャルレーキ角を２５度以上としたの
は、アキシャルレーキ角が２５度よりも小さいと、切削
抵抗が大きくなり、例えば、薄肉の被削材を加工する場
合には被削材が変形したり、また、切削中にびびりが発
生し、仕上面の品質が低下するからである。The reason why the axial rake angle is set to 25 degrees or more is that when the axial rake angle is smaller than 25 degrees, the cutting resistance becomes large. For example, when machining a thin work material, the work material is deformed. Or the chattering occurs during cutting, and the quality of the finished surface deteriorates.
【００１２】そして、上記のようにアキシャルレーキ角
を２５度以上とすると、チップ先端に無理な力が作用す
るとともにチップの肉厚が薄くなり折損する虞がある
が、このような折損をなるべく低減するため、本発明に
おけるチップは超硬合金からなり、コバルトタングステ
ン炭化物を有し、コバルトタングステン炭化物とＷＣの
ピーク強度比が特定の範囲のものを使用する。即ち、本
発明のフライス加工用切削装置のチップは、硬質相と結
合相で構成されており、硬質相は炭化タングステン、ま
たは炭化タングステンの５〜１５重量％を周期律表第４
ａ、５ａ、６ａ族金属の炭化物、窒化物、炭窒化物で置
換したものからなり、炭化タングステン以外の成分が配
合される場合、硬質相は、複合炭化物固溶体あるいは複
合炭窒化固溶体からなる。また結合相は、Ｃｏ等の鉄族
金属を主成分とするもので、Ｃｏは全量中に５〜１５重
量％の割合で含有される。When the axial rake angle is set to 25 degrees or more as described above, an unreasonable force acts on the tip of the chip and the thickness of the chip may be thinned to cause breakage, but such breakage is reduced as much as possible. Therefore, the chip in the present invention is made of cemented carbide, has cobalt tungsten carbide, and has a peak intensity ratio of cobalt tungsten carbide and WC in a specific range. That is, the chip of the cutting device for milling of the present invention is composed of a hard phase and a binder phase, and the hard phase contains tungsten carbide, or 5 to 15% by weight of tungsten carbide.
When a component other than tungsten carbide is compounded, the hard phase is composed of a composite carbide solid solution or a composite carbonitride solid solution. The binder phase has an iron group metal such as Co as a main component, and Co is contained in a total amount of 5 to 15% by weight.
【００１３】また、上記の硬質相、結合相以外にコバル
トタングステン炭化物からなる相が存在することを大き
な特徴とするものである。このコバルトタングステン炭
化物としては、Ｃｏ3 Ｗ3 Ｃ、Ｃｏ6 Ｗ6 Ｃ、Ｃｏ2 Ｗ
4 Ｃ、Ｃｏ3 Ｗ9 Ｃ4 の化合物が知られている。これら
のコバルトタングステン炭化物のＸ線回折曲線における
最大ピークは、Ｃｏ3 Ｗ3 Ｃでは（３３３）と（５１
１）の合成ピーク、Ｃｏ6 Ｗ6 Ｃでは（３３３）と（５
１１）の合成ピーク、Ｃｏ2 Ｗ4 Ｃでは（３３３）と
（５１１）の合成ピーク、Ｃｏ3 Ｗ9 Ｃ4 では（３０
１）であるが、本発明によれば、これらのコバルトタン
グステン炭化物のピークの内、最も強度の大きいピーク
高さをＩ1 、炭化タングステンの最大ピークであるＷＣ
の（００１）のピーク高さをＩ2 とした時、Ｉ1 ／Ｉ2
で表されるピーク強度比が０より大きく、０．１５以
下、望ましくは０．０１〜０．１０であることが最も重
要である。In addition to the above hard phase and binder phase, the presence of a phase composed of cobalt tungsten carbide is a major feature. Examples of the cobalt tungsten carbide include Co 3 W 3 C, Co 6 W 6 C, Co 2 W
Compounds of 4 C and Co 3 W 9 C 4 are known. The maximum peaks in the X-ray diffraction curves of these cobalt tungsten carbides are (333) and (51) for Co 3 W 3 C.
In the synthetic peak of 1), Co 6 W 6 C, (333) and (5
11) synthetic peaks, (333) and (511) synthetic peaks for Co 2 W 4 C, and (30) for Co 3 W 9 C 4
However, according to the present invention, among the peaks of these cobalt tungsten carbides, the peak height having the highest intensity is I 1 , and the maximum peak of tungsten carbide is WC.
When the peak height of (001) is defined as I 2 , I 1 / I 2
It is most important that the peak intensity ratio represented by is greater than 0 and 0.15 or less, preferably 0.01-0.10.
【００１４】ピーク強度比を上記の範囲に設定したの
は、この強度比が０であると合金中にコバルトタングス
テン炭化物の析出がなく耐摩耗性が低下して工具摩耗量
が増加するためであり、０．１５を越えると過剰のコバ
ルトタングステン炭化物の析出のため、合金強度が低下
し、工具損傷が激しくなるためである。The peak strength ratio is set in the above range because when the strength ratio is 0, there is no precipitation of cobalt tungsten carbide in the alloy, the wear resistance is lowered and the tool wear amount is increased. , 0.15, the excess cobalt tungsten carbide precipitates, the alloy strength decreases, and the tool damage becomes severe.
【００１５】なお、上記コバルトタングステン炭化物相
は、合金中に平均粒径が５μｍ以下、特に３μｍ以下の
相として存在することが望ましい。これは、平均粒径が
５μｍを越えると、コバルトタングステン炭化物が本来
脆性であるために、合金全体の強度が低下するためであ
る。最適には平均粒径２μｍ以下である。The cobalt tungsten carbide phase is preferably present in the alloy as a phase having an average particle size of 5 μm or less, particularly 3 μm or less. This is because when the average particle size exceeds 5 μm, the strength of the entire alloy is reduced because the cobalt tungsten carbide is inherently brittle. Optimally, the average particle size is 2 μm or less.
【００１６】また、コバルトタングステン炭化物相の生
成に伴い、結合相であるＣｏ中にＷが固溶するためにＣ
ｏの格子定数が変動するが、超硬合金のＣｏの格子定数
は３．５５〜３．５８の範囲にあることが望ましい。Further, as the cobalt-tungsten carbide phase is formed, W forms a solid solution in Co, which is the binding phase, so that C is formed.
Although the lattice constant of o varies, the lattice constant of Co of the cemented carbide is preferably in the range of 3.55 to 3.58.
【００１７】本発明の超硬合金からなるチップを製造す
るに当たっては、原料粉末としてＷＣ粉末、周期律表第
４ａ、５ａ、６ａ族金属の炭化物、窒化物、炭窒化物か
ら選ばれた１種または２種以上の粉末、およびＣｏ粉末
を前述した量だけ秤量後、混合粉砕し、プレス成形など
の公知の成形方法により成形後、焼成する。In producing the chip made of the cemented carbide of the present invention, one kind selected from WC powder as raw material powder, carbides, nitrides and carbonitrides of metals of Groups 4a, 5a and 6a of the Periodic Table. Alternatively, two or more kinds of powder and Co powder are weighed by the above-mentioned amounts, mixed and pulverized, molded by a known molding method such as press molding, and then baked.
【００１８】焼成は、真空度１０-1〜１０-3Ｔｏｒｒの
真空中で１６２３〜１７７３Ｋの温度範囲で１０分〜２
時間行う。なお、コバルトタングステン炭化物の析出
は、一次原料の炭素量中および炭素粉末の添加量を含め
た総炭素量、炭化タングステンの一部を置換する周期律
表第４ａ、５ａ、６ａ族金属の炭化物、窒化物、炭窒化
物の添加量で制御することができる。Firing is performed in a vacuum having a vacuum degree of 10 -1 to 10 -3 Torr in a temperature range of 1623 to 1773 K for 10 minutes to 2 minutes.
Do on time. In addition, the precipitation of cobalt tungsten carbide, the total amount of carbon in the amount of carbon of the primary raw material and the addition amount of carbon powder, carbide of Group 4a, 5a, 6a metal of the periodic table replacing a part of the tungsten carbide, It can be controlled by the addition amount of nitride and carbonitride.
【００１９】なお、本発明の超硬合金からなるチップ
は、所望により周知の方法によりその表面に硬質相を形
成することもできる。被覆される硬質相としては、Ｔｉ
Ｃ、ＴｉＮ、ＴｉＣＮをはじめとする周期律表第４ａ、
５ａ、６ａ族金属の炭化物、窒化物、炭窒化物、ＺｒＯ
2 、Ａｌ2 Ｏ3 等が挙げられ、これらは、０．１〜１０
μｍの厚みでＣＶＤ法、あるいはＰＶＤ法により形成さ
れる。If desired, the chip made of the cemented carbide of the present invention may have a hard phase formed on its surface by a known method. As the hard phase to be coated, Ti
Periodic table 4a including C, TiN, TiCN,
Carbides, nitrides, carbonitrides, ZrO of Group 5a and 6a metals
2 , Al 2 O 3 and the like, and these are 0.1 to 10
It is formed with a thickness of μm by the CVD method or the PVD method.
【００２０】[0020]
【作用】本発明によれば、ホルダーにチップを装着した
際のアキシャルレーキ角を２５度以上に設定したので、
切削抵抗が小さくなり、切削中においても被削材の変形
やびびりの発生を低減することができる。また、チップ
を所定の組成の超硬合金で形成したので、アキシャルレ
ーキ角を２５度以上としても、チップの刃先の欠損を抑
制することが可能となる。According to the present invention, since the axial rake angle when the chip is mounted on the holder is set to 25 degrees or more,
The cutting resistance is reduced, and it is possible to reduce deformation and chatter of the work material even during cutting. Further, since the tip is formed of a cemented carbide having a predetermined composition, it is possible to suppress the chipping of the tip of the tip even if the axial rake angle is 25 degrees or more.
【００２１】即ち、チップをＷＣ−Ｃｏ系超硬合金から
形成するとともに、合金中にコバルトタングステン炭化
物を非常に微量な量で析出させることにより、特にステ
ンレスを切削した時に優れた切削性能を得ることができ
る。これは、コバルトタングステン炭化物自身が高硬度
であるために、耐摩耗性に優れ、さらにコバルトタング
ステン炭化物の生成に伴い結合相に固溶する炭素量が低
下しＷ固溶量が増大するため結合相が固溶強化される。
さらに、生成するコバルトタングステン炭化物の熱膨張
係数が合金の大部分を占めるＷＣ相のそれとは異なるた
めに残留応力が生じて耐欠損性も向上する。That is, by forming the tip from a WC-Co type cemented carbide and depositing a very small amount of cobalt tungsten carbide in the alloy, excellent cutting performance is obtained especially when cutting stainless steel. You can This is because the cobalt-tungsten carbide itself has high hardness, so that it has excellent wear resistance, and further, the amount of carbon solid-dissolved in the binder phase decreases and the amount of W solid-solution increases and the binder phase increases as the cobalt tungsten carbide is formed. Is solid solution strengthened.
Furthermore, since the thermal expansion coefficient of the cobalt tungsten carbide that is formed is different from that of the WC phase that occupies most of the alloy, residual stress occurs and the fracture resistance is also improved.
【００２２】しかし、コバルトタングステン炭化物は本
来脆性であるために、合金中に過剰に存在すると機械的
強度の低下が著しく低下し、切削工具として用いた場合
に工具の損傷が激しくなる。よって、このコバルトタン
グステン炭化物は、上記の特定の範囲で存在することが
必要となるのである。よって、このような耐欠損性等の
特性に優れたチップをアキシャルレーキ角２５度以上で
ホルダーに装着しても、チップの欠損を防止し、長期に
安定したフライス加工を実現できるものである。However, since cobalt tungsten carbide is inherently brittle, if it is excessively present in the alloy, the mechanical strength is significantly reduced, and the tool is severely damaged when used as a cutting tool. Therefore, this cobalt tungsten carbide needs to exist in the above-mentioned specific range. Therefore, even if such a chip having excellent characteristics such as chipping resistance is mounted on the holder at an axial rake angle of 25 degrees or more, chipping can be prevented and stable milling can be realized for a long period of time.
【００２３】[0023]
【実施例】以下、本発明の実施例を次の例で説明する。EXAMPLES Examples of the present invention will be described below with reference to the following examples.
【００２４】図１は、本発明のフライス加工用切削装置
を示すもので、符号１は、フライス加工用ホルダーを示
している。このホルダー１には、チップ２が装着されて
いる。チップ２をホルダー１に装着した時のアキシャル
レーキ角θ1 は２７度とされている。FIG. 1 shows a cutting device for milling according to the present invention, and reference numeral 1 denotes a milling holder. A chip 2 is mounted on the holder 1. The axial rake angle θ 1 when the chip 2 is mounted on the holder 1 is 27 degrees.
【００２５】そして、チップ２は、以下のようにして作
成される。先ず、ＷＣ粉末８０．０重量％、ＴｉＣ粉末
３．０重量％、ＴａＣ粉末７．０重量％、およびＣｏ粉
末１０．０重量％を混合粉砕後、チップ形状（ＳＤＫ１
２０３形状）に成形して１０-2Ｔｏｒｒ以下の真空中
で、１６７３℃で１時間焼成した。尚、調合時に炭素粉
末、ＷＣ、ＴｉＣ、ＴａＣの混合比を変え、コバルトタ
ングステン炭化物量の異なるサンプル、コバルトタング
ステン炭化物の出現しないサンプルを作製した。Then, the chip 2 is produced as follows. First, 80.0% by weight of WC powder, 3.0% by weight of TiC powder, 7.0% by weight of TaC powder, and 10.0% by weight of Co powder were mixed and pulverized, and then, a chip shape (SDK1
Then, it was fired at 1673 ° C. for 1 hour in a vacuum of 10 −2 Torr or less. During mixing, the mixing ratio of carbon powder, WC, TiC, and TaC was changed to prepare samples having different amounts of cobalt tungsten carbide and samples in which no cobalt tungsten carbide appeared.
【００２６】得られた焼結体の表面を研磨後、抗折試験
片をＪＩＳ１６１０１規格により測定するとともに、Ｘ
線回折測定を行い、コバルトタングステン炭化物（Ｃｏ
3 Ｗ3 Ｃ）のピーク高さＩ1 と、ＷＣ（００１）のピー
ク高さＩ2 の強度比を算出した。この結果を表１に示
す。さらに各々のサンプルについて次の切削テストを行
った。After polishing the surface of the obtained sintered body, a bending test piece was measured in accordance with JIS16101 standard and X
Line diffraction measurement was performed and cobalt tungsten carbide (Co
The intensity ratio of the peak height I 1 of 3 W 3 C) and the peak height I 2 of WC (001) was calculated. The results are shown in Table 1. Further, the following cutting test was performed on each sample.
【００２７】〔切削条件１〕 被削材 ＳＵＳ３０４ 工具形状 ＳＤＫ４２ＡＵ３Ｎ カッター形状 ＭＳＤ４５１２５Ｒ 速度 ２００ｍ／ｍｉｎ． 送り ０．２ｍｍ／ｔｏｏｔｈ 切込み ２ｍｍ 切削時間 ８１０（ｓｅｃ）乾式 工具寿命判定条件（平均フランク摩耗０．２ｍｍ、最大
フランク摩耗０．５ｍｍ）に達するか、または最大８１
０秒まで切削を行った。切削後のフランク摩耗量および
最大フランク摩耗量を測定した。結果を表１に示す。[Cutting condition 1] Work material SUS304 Tool shape SDK42AU3N Cutter shape MSD45125R Speed 200 m / min. Feed 0.2 mm / tooth depth of cut 2 mm Cutting time 810 (sec) Dry type Tool life judgment conditions (average flank wear 0.2 mm, maximum flank wear 0.5 mm) are reached or maximum 81
Cutting was performed up to 0 seconds. The flank wear amount after cutting and the maximum flank wear amount were measured. The results are shown in Table 1.
【００２８】〔切削条件２〕 被削材 ＳＵＳ３１６ カッター形状 ＭＳＤ４５１２５Ｒ 速度 ２００ｍ／ｍｉｎ． 送り ０．２ｍｍ／ｔｏｏｔｈ 切込み ２ｍｍ 工具寿命判定条件（平均フランク摩耗０．２ｍｍ、最大
フランク摩耗０．５ｍｍ）に達するまでの切削長を求め
た。なお、寿命要因として、平均フランク摩耗０．２ｍ
ｍに達したものをＶＢ、最大フランク摩耗が０．５ｍｍ
に達したものをＶＢＭ、欠損によるものをＢＲとした。
結果を表１に示す。[Cutting condition 2] Work material SUS316 Cutter shape MSD45125R Speed 200 m / min. Feed 0.2 mm / tooth depth of cut 2 mm The cutting length until reaching the tool life determination condition (average flank wear 0.2 mm, maximum flank wear 0.5 mm) was determined. As a life factor, average flank wear 0.2 m
VB that reaches m, maximum flank wear of 0.5 mm
The VBM was defined as VBM, and the BR was defined as defective.
The results are shown in Table 1.
【００２９】[0029]
【表１】 [Table 1]
【００３０】表１によれば、コバルトタングステン炭化
物が析出しているものの、Ｉ1 ／Ｉ2 で表される比率が
０．１５より大きい試料Ｎo.１、Ｎo.２は、抗折強度が
１５０〜１７０ｋｇｆと低く、いずれもステンレスの切
削試験において２０秒で欠損し、切削テスト２において
も切削性能の低いものであった。According to Table 1, samples No. 1 and No. 2 having cobalt tungsten carbide precipitated but having a ratio of I 1 / I 2 of greater than 0.15 had a bending strength of 150. It was as low as 170 kgf, and all of them were damaged in 20 seconds in the cutting test of stainless steel, and the cutting performance was also low in the cutting test 2.
【００３１】また、コバルトタングステン炭化物が析出
していない試料Ｎo.８、９の健全合金は、優れた抗折強
度を有するものの、ステンレス切削においては、摩耗が
大きく、切削寿命が短い。Further, although the sound alloys of Samples No. 8 and 9 in which cobalt tungsten carbide is not deposited have excellent bending strength, wear is large and cutting life is short in stainless steel cutting.
【００３２】これに対して、コバルトタングステン炭化
物を微量析出させた本発明におけるチップは、高い抗折
強度を維持しつつ、ステンレス切削において優れた切削
性能を発揮することができた。On the other hand, the tip of the present invention in which a trace amount of cobalt tungsten carbide was deposited was able to exhibit excellent cutting performance in stainless cutting while maintaining high bending strength.
【００３３】また、本発明者等は、表１における試料を
フライス加工用のチップ形状に成形し、アキシャルレー
キ角θ1 を変化させながら図１に示すようにホルダーに
装着し、以下のような切削条件でフライス切削し、刃先
の折損状態，摩耗状態，切削中における被削材の変形や
びびりを観察した。尚、図２に示すように、チップ２に
ブレーカ４を形成し、工具すくい角θ2 を設ける場合も
ある。Further, the inventors of the present invention molded the samples in Table 1 into chips for milling, mounted the holders as shown in FIG. 1 while changing the axial rake angle θ 1 , and performed the following steps. Milling was performed under the cutting conditions, and the breakage state of the cutting edge, the wear state, and the deformation and chatter of the work material during cutting were observed. Incidentally, as shown in FIG. 2, a breaker 4 may be formed on the tip 2 to provide a tool rake angle θ 2 .
【００３４】〔切削条件３〕 被削材 ＳＵＳ３０４ 速度 ２００ｍ／ｍｉｎ． 送り ０．２ｍｍ／ｔｏｏｔｈ 切込み ２ｍｍ 切削時間 １５分 乾式 折損状態，摩耗状態，切削中における被削材の変形やび
びりを表２に示す。[Cutting Condition 3] Work Material SUS304 Speed 200 m / min. Feed 0.2 mm / tooth depth of cut 2 mm Cutting time 15 minutes Dry type Table 2 shows the deformation and chatter of the work material during breakage, wear, and cutting.
【００３５】[0035]
【表２】 [Table 2]
【００３６】また、被削材Ｓ５０Ｃを切削速度２００ｍ
／ｍｉｎ．、送り０．２ｍｍ／ｔｏｏｔｈ、切込み２ｍ
ｍで切削した場合の切削抵抗を図３〜図６のグラフに示
す。Further, the work material S50C is cut at a cutting speed of 200 m.
/ Min. , Feed 0.2 mm / tooth, depth of cut 2 m
The cutting resistance when cutting with m is shown in the graphs of FIGS.
【００３７】これらの図３〜図６において、一点鎖線は
アキシャルレーキ角θ1 が２５度よりも小さい表２中の
試料Ｎo.９の切削抵抗、破線はアキシャルレーキ角θ1
が２５度以上の試料Ｎo.７の切削抵抗、実線はアキシャ
ルレーキ角θ1 が２５度よりも大きく工具すくい角θ2
を設けた試料Ｎo.６の切削抵抗を示す。In FIGS. 3 to 6, the dashed line indicates the cutting resistance of the sample No. 9 in Table 2 in which the axial rake angle θ 1 is smaller than 25 degrees, and the broken line indicates the axial rake angle θ 1.
Is the cutting resistance of sample No. 7 above 25 degrees, the solid line shows that the axial rake angle θ 1 is larger than 25 degrees and the tool rake angle θ 2
The cutting resistance of Sample No. 6 provided with is shown.
【００３８】表２より、アキシャルレーキ角が２５度よ
りも小さい場合には、欠損を生じないが、切削抵抗が大
きく、また、薄肉状被削材を切削する場合には被削材の
変形やびびりが発生することが判る。また、アキシャル
レーキ角を２５度以上とすると、切削抵抗が小さく、薄
肉状被削材を切削する場合でも被削材の変形やびびりが
発生しないことが判る。From Table 2, when the axial rake angle is smaller than 25 degrees, no chipping occurs, but the cutting resistance is large, and when cutting a thin work material, deformation of the work material or It is understood that chattering occurs. Further, it can be seen that when the axial rake angle is 25 degrees or more, the cutting resistance is small, and the deformation or chattering of the work material does not occur even when cutting the thin work material.
【００３９】[0039]
【発明の効果】以上記述したように、本発明のフライス
加工用切削装置では、ホルダーにチップを装着した際の
アキシャルレーキ角を２５度以上としたので、切削抵抗
が小さくなり、切削中の被削材の変形や、切削中のびび
りの発生を低減することができる。また、チップを所定
の組成で形成し、極微量のコバルトタングステン炭化物
を析出分散させることにより、ステンレスに対する耐欠
損性、耐摩耗性が大幅に改善され、アキシャルレーキ角
を２５度以上としても、チップの刃先の欠損を抑制する
ことができ、工具寿命を延長することができる。As described above, in the cutting device for milling of the present invention, the axial rake angle when the chip is mounted on the holder is set to 25 degrees or more, so that the cutting resistance is reduced and the cutting target during cutting is reduced. It is possible to reduce the deformation of the work material and the occurrence of chatter during cutting. Further, by forming a chip with a predetermined composition and depositing and dispersing a very small amount of cobalt tungsten carbide, the chipping resistance and wear resistance to stainless steel are significantly improved, and even if the axial rake angle is 25 degrees or more, It is possible to suppress the damage of the blade edge and to extend the tool life.
【図１】本発明のフライス加工用切削装置を示す側面図
である。FIG. 1 is a side view showing a cutting device for milling processing according to the present invention.
【図２】本発明のチップの先端部を示す側面図である。FIG. 2 is a side view showing the tip of the chip of the present invention.
【図３】切削抵抗の送り分力を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing the feed component force of cutting resistance.
【図４】切削抵抗の主分力を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing a main component force of cutting resistance.
【図５】切削抵抗の背分力を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing the back force of cutting resistance.
【図６】切削抵抗の合成力を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing a combined force of cutting resistance.
１ ホルダー ２ チップ 1 holder 2 chips
Claims (1)
用切削装置であって、前記チップを前記ホルダーに装着
した際におけるアキシャルレーキ角が２５度以上であ
り、かつ、前記チップが、硬質相成分として炭化タング
ステンを、結合相成分としてコバルトをそれぞれ含み、
かつＣｏ3 Ｗ3 Ｃ、Ｃｏ6 Ｗ6 Ｃ、Ｃｏ2Ｗ4 Ｃおよび
Ｃｏ3 Ｗ9 Ｃ4 から選ばれる少なくとも１種のコバルト
タングステン炭化物を含有する超硬合金により形成され
るとともに、Ｘ線回折測定で前記コバルトタングステン
炭化物のＣｏ3 Ｗ3 Ｃの（３３３）と（５１１）の合成
ピーク、Ｃｏ6 Ｗ6 Ｃの（３３３）と（５１１）の合成
ピーク、Ｃｏ2 Ｗ4 Ｃの（３３３）と（５１１）の合成
ピークおよびＣｏ3 Ｗ9 Ｃ4 の（３０１）のピークのう
ちの最大ピークの強度をＩ1 、ＷＣの（００１）のピー
ク強度をＩ2 とした時、Ｉ1 ／Ｉ2 で表されるピーク強
度比が０より大きく、０．１５以下であることを特徴と
するフライス加工用切削装置。1. A milling cutting device comprising a tip and a holder, wherein an axial rake angle when the tip is mounted on the holder is 25 degrees or more, and the tip is a hard phase component. Tungsten carbide as, containing cobalt as a binder phase component,
And formed by a cemented carbide containing at least one cobalt tungsten carbide selected from Co 3 W 3 C, Co 6 W 6 C, Co 2 W 4 C and Co 3 W 9 C 4 and having X-ray diffraction According to the measurement, the synthetic peaks of (333) and (511) of Co 3 W 3 C of the cobalt tungsten carbide, the synthetic peaks of (333) and (511) of Co 6 W 6 C, and (333) of Co 2 W 4 C. When the maximum peak intensity of the combined peaks of (511) and (301) of Co 3 W 9 C 4 is I 1 , and the peak intensity of (001) of WC is I 2 , I 1 / I A milling device for milling, wherein the peak intensity ratio represented by 2 is greater than 0 and 0.15 or less.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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|---|---|
| JPH07136826A true JPH07136826A (en) | 1995-05-30 |
| JP2815533B2 JP2815533B2 (en) | 1998-10-27 |
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011024706A1 (en) * | 2009-08-28 | 2011-03-03 | 三菱重工業株式会社 | Method for machining austenite stainless steel equipment and piping, and nuclear power plant equipment and piping machined by means of said method |
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| JP2014004684A (en) * | 2009-08-28 | 2014-01-16 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Cutting method of device and pipe made of austenitic stainless steel, and device and pipe of atomic power plant cut with the cutting method |
| JP2014159053A (en) * | 2013-02-19 | 2014-09-04 | Kobe Steel Ltd | Working method of thin plate-like workpiece with milling tool |
-
1993
- 1993-11-15 JP JP28474693A patent/JP2815533B2/en not_active Expired - Fee Related
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