JPS58187281A - 超硬合金の段付棒材の製造法 - Google Patents
超硬合金の段付棒材の製造法Info
- Publication number
- JPS58187281A JPS58187281A JP6967282A JP6967282A JPS58187281A JP S58187281 A JPS58187281 A JP S58187281A JP 6967282 A JP6967282 A JP 6967282A JP 6967282 A JP6967282 A JP 6967282A JP S58187281 A JPS58187281 A JP S58187281A
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- JP
- Japan
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- bar
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- hard alloy
- sintered hard
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- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (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】
本発明は超硬ソリッド工具用の段付超硬合金棒材を経済
的に製作する方法に関するものである。一般に極く小径
の超硬工具、例えば切刃外径が１０箇以下のドリル、リ
ーマ−、エンドミル等は、超硬合金無垢の一体物の段付
丸棒から作られ、超硬ソリッド工具と総称されている。
的に製作する方法に関するものである。一般に極く小径
の超硬工具、例えば切刃外径が１０箇以下のドリル、リ
ーマ−、エンドミル等は、超硬合金無垢の一体物の段付
丸棒から作られ、超硬ソリッド工具と総称されている。
第１図は段付丸棒材の細径部に刃付けされたドリル、第
２図は反対に太径部に刃付けされ九ドリルであって、何
れも円筒形のシャンク部を含めて全体が超硬合金から成
る超硬ソリッド工具の例である。これらの超硬ソリッド
エ臭用素材としての段付丸棒製作法は従来は比較的手数
がかかった。
２図は反対に太径部に刃付けされ九ドリルであって、何
れも円筒形のシャンク部を含めて全体が超硬合金から成
る超硬ソリッド工具の例である。これらの超硬ソリッド
エ臭用素材としての段付丸棒製作法は従来は比較的手数
がかかった。
イヒ
超硬合金は周知の通り、炭哉タングステン〔ＷＯ３や金
属コバル）［ＯＯ’１などの原料粉末の混合物を常温圧
縮して圧粉体を作ね、それを炉内で高温に加熱して、い
わゆる焼結法によって製造する。然し、前記の段付棒材
を焼結操作だけで作ることは実用的には困離であって、
その主な理由は２つある。
属コバル）［ＯＯ’１などの原料粉末の混合物を常温圧
縮して圧粉体を作ね、それを炉内で高温に加熱して、い
わゆる焼結法によって製造する。然し、前記の段付棒材
を焼結操作だけで作ることは実用的には困離であって、
その主な理由は２つある。
その理由の第１は、超硬合金は焼結時の高温状態に於て
軟化していて、長物の場合には自重によって、その底面
が炉内の台座の形に倣って層性変形することである０通
常、棒材−は圧粉体を台座上に横たえて焼結するので、
その焼上りの真直度は台座の形に倣って出来上る。
軟化していて、長物の場合には自重によって、その底面
が炉内の台座の形に倣って層性変形することである０通
常、棒材−は圧粉体を台座上に横たえて焼結するので、
その焼上りの真直度は台座の形に倣って出来上る。
第２の理由は、超硬合金は焼結時に大巾な収縮を生ずる
ことである。その収縮率は当初の圧粉体に対して体積で
は約５０％、線分では約２０１に及ぶ、それ故に、焼結
前の段付圧粉体を第３図に示す様に段付合座上Ｋｌｌ然
と置いても、焼結中に２０１１ｉの線収縮率がある為に
台座との関係位置が、縦および横共にずれて、焼上りで
は第４図に示す様に棒材の細径部側の首が曲る。第３図
および第４図中の■は焼結前の段付圧粉体、■は段付台
座、■は焼上りの段付超硬棒材である。
ことである。その収縮率は当初の圧粉体に対して体積で
は約５０％、線分では約２０１に及ぶ、それ故に、焼結
前の段付圧粉体を第３図に示す様に段付合座上Ｋｌｌ然
と置いても、焼結中に２０１１ｉの線収縮率がある為に
台座との関係位置が、縦および横共にずれて、焼上りで
は第４図に示す様に棒材の細径部側の首が曲る。第３図
および第４図中の■は焼結前の段付圧粉体、■は段付台
座、■は焼上りの段付超硬棒材である。
上記の様に焼結だけでは段付棒材は作り難いので、今日
までは第５図に示す様に均径の円筒棒材から研削等の加
工によって細径部を削り出す方法がとられている。第５
図中の■は円筒素材の侭の大径部分、■は削り出しで作
られた細径部分、■は削り去られた部分を示す。
までは第５図に示す様に均径の円筒棒材から研削等の加
工によって細径部を削り出す方法がとられている。第５
図中の■は円筒素材の侭の大径部分、■は削り出しで作
られた細径部分、■は削り去られた部分を示す。
本発明は旧来法とは全く発想を異にし、細径及び太径の
棒材を接合して段付棒材を作り出す方法であって、その
接合の原理を第６図によって説明する。この第６図は超
硬合金を代表するＷＯ−Ｏｏ 系に関する成田博士創
始の金相状節回であって、次の図書から引用したもので
ある。〔コロナ社発行、榛葉久吉著１粉末冶金学′１５
４頁〕 第６図に於て、１例として図中下方の０点に示す様な［
９４１１ＷＯ＋６）Ｃｏ ）の組成を持つ超硬合金を加
熱して、破線で示す様に昇温させると、始めは〔ＷＣ＋
γ〕の２固用共存であるが、０点、即ち１２８０℃の共
晶温度に達すると０点、即共昌点に相当する〔略３５％
ＷＯ＋６５嗟Ｏｏ ）の組成を４つ融体〔δ〕相が生成
し始め、〔γ〕相が次第に消滅して、〔ＷＣ＋δ〕の２
相共存状ＩＩＫなるまで昇温は停止する。この２相共存
時に於ける、固相（ＷＯ）と滅相〔１〕の重量比には０
点を支点とする天秤のバランス関係が成立するから、各
肘の長さ０−■および＠−のに反比例する。これによっ
て計算すると融体〔δ〕の量は重量比では全体の１０１
１９１であるが、その比重け［ＷＯ）よシも小さいので
、体積比では全体の略１２−になる。上記の昇温く於て
［ＷＯ＋δ〕の２相共存が完了すると、温度は再び昇り
始め、図中のｄ線に沿ってＷＣが溶は込み融体〔δ〕の
量が増して行く。この融体〔δ〕は合金体内に局部的に
生成するのではなくて、全体的に石垣状に組立ったミク
ロンサイズの［：ＷＯ］粒間に万逼なく行渡って生成し
、合金体が柔軟化する。
棒材を接合して段付棒材を作り出す方法であって、その
接合の原理を第６図によって説明する。この第６図は超
硬合金を代表するＷＯ−Ｏｏ 系に関する成田博士創
始の金相状節回であって、次の図書から引用したもので
ある。〔コロナ社発行、榛葉久吉著１粉末冶金学′１５
４頁〕 第６図に於て、１例として図中下方の０点に示す様な［
９４１１ＷＯ＋６）Ｃｏ ）の組成を持つ超硬合金を加
熱して、破線で示す様に昇温させると、始めは〔ＷＣ＋
γ〕の２固用共存であるが、０点、即ち１２８０℃の共
晶温度に達すると０点、即共昌点に相当する〔略３５％
ＷＯ＋６５嗟Ｏｏ ）の組成を４つ融体〔δ〕相が生成
し始め、〔γ〕相が次第に消滅して、〔ＷＣ＋δ〕の２
相共存状ＩＩＫなるまで昇温は停止する。この２相共存
時に於ける、固相（ＷＯ）と滅相〔１〕の重量比には０
点を支点とする天秤のバランス関係が成立するから、各
肘の長さ０−■および＠−のに反比例する。これによっ
て計算すると融体〔δ〕の量は重量比では全体の１０１
１９１であるが、その比重け［ＷＯ）よシも小さいので
、体積比では全体の略１２−になる。上記の昇温く於て
［ＷＯ＋δ〕の２相共存が完了すると、温度は再び昇り
始め、図中のｄ線に沿ってＷＣが溶は込み融体〔δ〕の
量が増して行く。この融体〔δ〕は合金体内に局部的に
生成するのではなくて、全体的に石垣状に組立ったミク
ロンサイズの［：ＷＯ］粒間に万逼なく行渡って生成し
、合金体が柔軟化する。
本発明は上記の性状に着目して、超硬合金の高温接合を
企図したものである。第７図はその接合方法を示すもの
で、図中の■は超硬合金の太径棒材で■はその端面、■
は超硬合金の細径棒材で［Ｆ］はその端面であって、こ
の両方の端間■及び０を突合わせて接触させた状態であ
る。棒材■および■は予め精密に外周研削仕上し、端面
■及び０は予め平坦且平滑に研削仕上した。この接触部
分を還元雰囲気中で、軽い圧力を加え乍ら高周波誘導で
局部加熱した。温度が約１３００℃の共晶温度附近に達
した時、接触部分に融体が生成して軟化し、僅かに盛抄
上り乍ら殆んど瞬時に接合し九、これを常温まで冷却し
た後に縦断面を検鏡し九処完全に接合して、境界部を藺
めない程に一体化した。第８図は太径棒材■と細径棒材
■が完全に接合した接合段付棒材の状況を示すものであ
る０図中の■は接合部外周に僅かに残る盛抄上りである
が、段部のノツチを解消して強度上は却て有利である。
企図したものである。第７図はその接合方法を示すもの
で、図中の■は超硬合金の太径棒材で■はその端面、■
は超硬合金の細径棒材で［Ｆ］はその端面であって、こ
の両方の端間■及び０を突合わせて接触させた状態であ
る。棒材■および■は予め精密に外周研削仕上し、端面
■及び０は予め平坦且平滑に研削仕上した。この接触部
分を還元雰囲気中で、軽い圧力を加え乍ら高周波誘導で
局部加熱した。温度が約１３００℃の共晶温度附近に達
した時、接触部分に融体が生成して軟化し、僅かに盛抄
上り乍ら殆んど瞬時に接合し九、これを常温まで冷却し
た後に縦断面を検鏡し九処完全に接合して、境界部を藺
めない程に一体化した。第８図は太径棒材■と細径棒材
■が完全に接合した接合段付棒材の状況を示すものであ
る０図中の■は接合部外周に僅かに残る盛抄上りである
が、段部のノツチを解消して強度上は却て有利である。
上述したのは共晶温度以上に加熱した場合であるが、共
晶温度以下の融体を生じない温度でも、時間と圧力を増
すと接合出来る。これは前記第６図の状態図からは理解
し難いが、別の超硬合金の焼結実験に於て、共晶温度以
下Ｃ）１２００℃前後から圧粉体が収縮して焼結現象が
始まることが報告されている。この事実は超硬合金は共
晶点下１００℃位でも活性化して、固相間反応によって
相互に拡散することを示すもので、前記の接合現象もそ
の性質に因るものと考えられる。この様に超硬合金の接
合に適する実用的な温度は共晶温度の上下１００℃程変
の範囲である。
晶温度以下の融体を生じない温度でも、時間と圧力を増
すと接合出来る。これは前記第６図の状態図からは理解
し難いが、別の超硬合金の焼結実験に於て、共晶温度以
下Ｃ）１２００℃前後から圧粉体が収縮して焼結現象が
始まることが報告されている。この事実は超硬合金は共
晶点下１００℃位でも活性化して、固相間反応によって
相互に拡散することを示すもので、前記の接合現象もそ
の性質に因るものと考えられる。この様に超硬合金の接
合に適する実用的な温度は共晶温度の上下１００℃程変
の範囲である。
本発明の利点の１つは経済性である。先づ段付棒の細径
部削り出しによる材料ロスが節減出来る。次に加工手数
の点から見ると、従来の複雑な段付加工法の代りに、円
筒状棒材ｔを別々に仕上げ加工してから、−挙に接合す
る単純作業であるから、加工工数は大巾に節減出来る。
部削り出しによる材料ロスが節減出来る。次に加工手数
の点から見ると、従来の複雑な段付加工法の代りに、円
筒状棒材ｔを別々に仕上げ加工してから、−挙に接合す
る単純作業であるから、加工工数は大巾に節減出来る。
接合の際に太径と細径の両棒材の中心軸が精密に合致す
る様に突合わせ、且局部加熱を行なえば、接合した侭の
状態で寸法精度でも従来の加工法に遜色ない段付棒材が
得られるのである。尚本発明の接合法は丸棒よりも一聯
加工困雛な異形断面の段付棒材の加工に適用すれば更に
大きな効果が期待出来る。
る様に突合わせ、且局部加熱を行なえば、接合した侭の
状態で寸法精度でも従来の加工法に遜色ない段付棒材が
得られるのである。尚本発明の接合法は丸棒よりも一聯
加工困雛な異形断面の段付棒材の加工に適用すれば更に
大きな効果が期待出来る。
次にもう１つの利点は本発明の方法の場合、仕上った段
付棒材に真円度および円筒度の向上が期待出来ることで
ある。それは、センターレスグラインダーによる外周研
削の場合に、役付棒材では砥石軸に直角なプランジフィ
ードを与えるが、本発明の方法の様に円筒棒材を別々に
研削する場合には砥石軸に併行なスルーフィードが与え
られるので上記の精度維持に有利だからである。
付棒材に真円度および円筒度の向上が期待出来ることで
ある。それは、センターレスグラインダーによる外周研
削の場合に、役付棒材では砥石軸に直角なプランジフィ
ードを与えるが、本発明の方法の様に円筒棒材を別々に
研削する場合には砥石軸に併行なスルーフィードが与え
られるので上記の精度維持に有利だからである。
４、図面の詳細な説明
第１図および第２図は超硬ソリッド工具の例示で多って
第１図は段付の細径部を切刃とし、太径部をシャンクと
するドリル第２図は段付の大径部を切刃とし、細径部を
シャンクとするドリル 第３図乃至第５図は役付超硬棒材製作に関する従来法の
説明図であって第３図は焼結前の段付圧粉体を段付の台
座上に載せた状態第４図は焼結後の状態であって、細径
部側の首が曲ることを示す。第５図は均径の円筒状丸棒
から研削によって削り出しで段付棒材を作る状況を示す
。
第１図は段付の細径部を切刃とし、太径部をシャンクと
するドリル第２図は段付の大径部を切刃とし、細径部を
シャンクとするドリル 第３図乃至第５図は役付超硬棒材製作に関する従来法の
説明図であって第３図は焼結前の段付圧粉体を段付の台
座上に載せた状態第４図は焼結後の状態であって、細径
部側の首が曲ることを示す。第５図は均径の円筒状丸棒
から研削によって削り出しで段付棒材を作る状況を示す
。
第６図乃至第８図は本発明の高温接合法に関する説明図
で第６図は高温接合の原理説明の為に引用したＮｏ
Ｃｏ系の金相状聾図第７図は高温接合前の状態で、太径
と細径の棒材を突合せ接触させたところ第８図は高温接
合後の状態で太径と細径が１体化して段付棒材となった
ところ 図面の浄汽（内容に変ｔなし） 矛１図 才２（！１ 手続補正書（方式） 昭和５７年８月２６日 特許庁長官 若杉和夫 殿 １、 事件の表示 昭和５７年特許願第５７−０６９６
７２号２発ＶＳＯ名称 超硬合金の段付棒材の製造法１
補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 東京都大田区中央２丁目２１番２号表 補正命令
の日付 昭和５７年７月２７日＆ 補正の対象 図
面、第１図から第８図までの全図について。
で第６図は高温接合の原理説明の為に引用したＮｏ
Ｃｏ系の金相状聾図第７図は高温接合前の状態で、太径
と細径の棒材を突合せ接触させたところ第８図は高温接
合後の状態で太径と細径が１体化して段付棒材となった
ところ 図面の浄汽（内容に変ｔなし） 矛１図 才２（！１ 手続補正書（方式） 昭和５７年８月２６日 特許庁長官 若杉和夫 殿 １、 事件の表示 昭和５７年特許願第５７−０６９６
７２号２発ＶＳＯ名称 超硬合金の段付棒材の製造法１
補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 東京都大田区中央２丁目２１番２号表 補正命令
の日付 昭和５７年７月２７日＆ 補正の対象 図
面、第１図から第８図までの全図について。
６ 補正の内容 別紙の通シ、図面の浄書。（内容に
変更なし）
変更なし）
Claims (1)
- 断面の太さ又は形状が相異する２種類の超硬合金棒材の
相互の端面を突合わせ接触せしめ、その接触部分を、そ
の超硬合金特有の共晶温度附近の高温にまで加熱して、
軟化した状態又は一部に融体が生成した状態に於て、両
者を接合一体化して、−個の段付の超硬合金棒材を製作
する方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6967282A JPS58187281A (ja) | 1982-04-27 | 1982-04-27 | 超硬合金の段付棒材の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6967282A JPS58187281A (ja) | 1982-04-27 | 1982-04-27 | 超硬合金の段付棒材の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58187281A true JPS58187281A (ja) | 1983-11-01 |
Family
ID=13409566
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6967282A Pending JPS58187281A (ja) | 1982-04-27 | 1982-04-27 | 超硬合金の段付棒材の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58187281A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013163218A (ja) * | 2012-02-13 | 2013-08-22 | Toyohashi Univ Of Technology | 超硬合金の拡散接合方法および超硬合金の拡散接合体 |
-
1982
- 1982-04-27 JP JP6967282A patent/JPS58187281A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013163218A (ja) * | 2012-02-13 | 2013-08-22 | Toyohashi Univ Of Technology | 超硬合金の拡散接合方法および超硬合金の拡散接合体 |
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