KR102188626B1 - 절삭 공구 - Google Patents

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KR102188626B1
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다이스케 히가시
사토루 구키노
다카시 간다
가츠미 오카무라
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스미또모 덴꼬오 하드메탈 가부시끼가이샤
스미토모덴키고교가부시키가이샤
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Abstract

본 개시의 일 양태에 관련된 절삭 공구는, 생크부와, 접합부와, 접합부를 통해 생크부에 부착되는 절삭부를 구비한다. 절삭부는, 코어부와 표면부를 갖는다. 표면부는, 절삭부의 중심축 둘레에 배치됨으로써 코어부의 외주면을 덮는다. 표면부는 절삭날을 포함한다. 절삭날은, 표면부의 외주면 상에 있어서 중심축 둘레의 나선형으로 형성된다. 표면부는, 복수의 다이아몬드 입자와 복수의 입방정 질화붕소 입자에 의해 구성되는 경질상과, 잔부를 구성하는 결합상을 포함하는 복합 소결체이다.

Description

절삭 공구
본 개시는 절삭 공구에 관한 것이다.
종래부터, 다이아몬드 입자 또는 입방정 질화붕소(cBN) 입자의 소결체에 의해 구성되는 절삭날을 갖는 절삭 공구로서, 예컨대 일본 공개특허공보 제2000-263328호(특허문헌 1)에 기재된 리머(reamer) 및 일본 공개특허공보 평3-10707호(특허문헌 2)에 기재된 절삭 공구가 알려져 있다.
특허문헌 1에 기재된 리머는, 생크와, 날직경부와, 절삭날체를 갖고 있다. 날직경부는, 생크로부터 연장되어 있다. 생크 및 날직경부는, 초경 합금 또는 강에 의해 형성되어 있다. 날직경부의 선단에는, 절삭날체가 접합되어 있다. 절삭날체는, 다이아몬드 또는 입방정 질화붕소 입자의 소결체로 형성되어 있다. 날직경부 및 절삭날체의 외주에는, 날홈 블레이드와, 날홈이 형성되어 있다. 날홈 블레이드 및 날홈은, 중심축 둘레에 나선형으로 형성되어 있다. 날홈은, 날홈 블레이드 사이에 배치되어 있다.
특허문헌 2에 기재된 절삭 공구는, 공구 본체와, 절삭날 팁을 갖고 있다. 절삭날 팁은, 공구 본체에 고착되어 있다. 절삭날 팁은, 다이아몬드 입자, 고압상 질화붕소 입자, 또는 이들의 혼합물의 소결체이다.
특허문헌 1: 일본 공개특허공보 제2000-263328호 특허문헌 2: 일본 공개특허공보 평3-10707호
일반적으로, 니켈(Ni)기의 내열 합금 등은 난삭재로 되어 있다. 난삭재를 고능률로 전삭(轉削)하기 위해서는, 절삭 공구의 내마모성, 내결손성 및 내열성이 필요해진다.
전술한 바와 같이, 특허문헌 1에 기재된 리머에 있어서의 절삭날체는, 다이아몬드 입자 또는 입방정 질화붕소 입자의 소결체에 의해 형성되어 있다. 다이아몬드 입자는, 경도는 높지만, 내열성에 있어서 개선의 여지가 있다(다이아몬드는, 공기 중에 있어서, 600℃ 이상에서 탄화를 개시함으로써 경도가 저하되고, 800℃ 이상에서 연소를 개시함). 입방정 질화붕소 입자는, 내열성은 높지만, 다이아몬드 입자에 비해 경도가 낮기 때문에, 특허문헌 1에 기재된 리머는, 내마모성 및 내결손성의 측면에서 개선의 여지가 있다.
특허문헌 2에 기재된 절삭 공구에 있어서의 절삭날 팁은, 다이아몬드 입자 및 고압상 질화붕소의 혼합물의 소결체에 의해 형성되는 경우가 있다. 그러나, 특허문헌 2에 기재되어 있는 절삭 공구에 있어서의 절삭날 팁은, 납땜에 의해 공구 본체에 고착될 필요가 있다. 그 때문에, 절삭날 팁 부근이 절삭열에 의해 고온으로 되었을 때에, 납땜되어 있는 부분이 용융될 우려가 있다. 그 때문에, 특허문헌 2에 기재된 절삭 공구는, 내열성의 측면에서 개선의 여지가 있다.
본 개시는, 전술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 감안하여 이루어진 것이다. 보다 구체적으로는, 본 개시에 관련된 절삭 공구는, 피삭재가 난삭재라고 하더라도 내마모성, 내결손성 및 내열성을 확보하는 것이 가능한 절삭 공구를 제공한다.
본 개시에 관련된 절삭 공구는, 생크부와, 접합부와, 접합부를 통해 생크부에 부착되는 절삭부를 구비한다. 절삭부는, 코어부와 표면부를 갖는다. 표면부는, 절삭부의 중심축 둘레에 배치됨으로써 코어부의 외주면을 덮는다. 표면부는 절삭날을 포함한다. 절삭날은, 표면부의 외주면 상에 있어서 중심축 둘레의 나선형으로 형성된다. 표면부는, 복수의 다이아몬드 입자와 복수의 입방정 질화붕소 입자에 의해 구성되는 경질상과, 잔부를 구성하는 결합상을 포함하는 복합 소결체이다.
본 개시에 관련된 절삭 공구에 의하면, 피삭재가 난삭재라고 하더라도 내마모성, 내결손성 및 내열성을 확보할 수 있다.
도 1은, 제1 실시형태에 관련된 절삭 공구의 측면도이다.
도 2는, 제1 실시형태에 관련된 절삭 공구의 사시도이다.
도 3은, 도 1의 Ⅲ-Ⅲ에 있어서의 단면도이다.
도 4는, 제1 실시형태의 제1 변형예에 관련된 절삭 공구의 절삭부에 있어서의 단면도이다.
도 5는, 제1 실시형태의 제2 변형예에 관련된 절삭 공구의 절삭부에 있어서의 단면도이다.
도 6은, 제1 실시형태에 관련된 절삭 공구의 제조방법을 설명하기 위한 공정도이다.
[본 개시의 실시형태의 설명]
처음에 본 개시의 실시양태를 열거하여 설명한다.
(1) 본 개시의 일 양태에 관련된 절삭 공구는, 생크부와, 접합부와, 접합부를 통해 생크부에 부착되는 절삭부를 구비한다. 절삭부는, 코어부와 표면부를 갖는다. 표면부는, 절삭부의 중심축 둘레에 배치됨으로써 코어부의 외주면을 덮는다. 표면부는 절삭날을 포함한다. 절삭날은, 표면부의 외주면 상에 있어서 중심축 둘레의 나선형으로 형성된다. 표면부는, 복수의 다이아몬드 입자와 복수의 입방정 질화붕소 입자에 의해 구성되는 경질상과, 잔부를 구성하는 결합상을 포함하는 복합 소결체이다.
상기 (1)의 절삭 공구에 의하면, 피삭재가 난삭재라고 하더라도 내마모성, 내결손성 및 내열성을 확보할 수 있다.
(2) 상기 (1)의 절삭 공구에 있어서, 복합 소결체 중에 있어서의 경질상의 체적의 비율은, 0.6 이상 0.99 이하여도 좋다.
상기 (2)의 절삭 공구에 의하면, 내마모성 및 내결손성을 더욱 향상시킬 수 있다.
(3) 상기 (1)의 절삭 공구에 있어서, 경질상의 체적에 대한 복수의 입방정 질화붕소 입자의 체적의 비율은, 0.1 이상 0.4 이하여도 좋다.
상기 (3)의 절삭 공구에 의하면, 내마모성 및 내결손성을 더욱 향상시킬 수 있다.
(4) 상기 (3)의 절삭 공구에 있어서, 경질상의 체적에 대한 복수의 입방정 질화붕소 입자의 체적의 비율은, 0.2 이상 0.4 이하여도 좋다.
상기 (4)의 절삭 공구에 의하면, 내마모성 및 내결손성을 더욱 향상시킬 수 있다.
(5) 상기 (1)의 절삭 공구에 있어서, 복수의 다이아몬드 입자의 D50은 0.3 ㎛ 이상 5 ㎛ 이하여도 좋고, 복수의 다이아몬드 입자의 D90은 10 ㎛ 이하여도 좋다. 상기 (1)의 절삭 공구에 있어서, 복수의 입방정 질화붕소 입자의 D50은 0.3 ㎛ 이상 3 ㎛ 이하여도 좋고, 복수의 입방정 질화붕소 입자의 D90은 5 ㎛ 이하여도 좋다.
상기 (5)의 절삭 공구에 의하면, 내마모성 및 내결손성을 더욱 향상시킬 수 있다.
(6) 상기 (5)의 절삭 공구에 있어서, 복수의 다이아몬드 입자의 D50은 0.3 ㎛ 이상 2 ㎛ 이하여도 좋고, 복수의 다이아몬드 입자의 D90은 3 ㎛ 이하여도 좋다. 상기 (5)의 절삭 공구에 있어서, 복수의 입방정 질화붕소 입자의 D50은 0.3 ㎛ 이상 2 ㎛ 이하여도 좋고, 복수의 입방정 질화붕소의 D90은 3 ㎛ 이하여도 좋다.
상기 (6)의 절삭 공구에 의하면, 내마모성 및 내결손성을 더욱 향상시킬 수 있다.
(7) 상기 (1)의 절삭 공구에 있어서, 결합상은, 코발트를 포함하고 있어도 좋다.
상기 (7)의 절삭 공구에 의하면, 내마모성 및 내결손성을 더욱 향상시킬 수 있다.
(8) 상기 (1)∼(7)의 절삭 공구에 있어서, 코어부는, 코발트를 함유하는 초경 합금으로 구성되어 있어도 좋다. 초경 합금 중에 있어서의 코발트의 체적의 비율은, 0.1 이상 0.2 이하여도 좋다.
상기 (8)의 절삭 공구에 의하면, 표면부와 코어부의 열팽창차에서 기인한 파손을 억제할 수 있다.
(9) 상기 (1)∼(8)의 절삭 공구에 있어서, 절삭날의 비틀림각은, 35° 이상 75° 이하여도 좋다.
상기 (9)의 절삭 공구에 의하면, 내마모성 및 내결손성을 더욱 향상시킬 수 있다.
(10) 상기 (9)의 절삭 공구에 있어서, 비틀림각은, 45° 이상 70° 이하여도 좋다.
상기 (10)의 절삭 공구에 의하면, 내마모성 및 내결손성을 더욱 향상시킬 수 있다.
(11) 상기 (10)의 절삭 공구에 있어서, 비틀림각은, 55° 이상 65° 이하여도 좋다.
상기 (11)의 절삭 공구에 의하면, 내마모성 및 내결손성을 더욱 향상시킬 수 있다.
(12) 상기 (1)∼(11)의 절삭 공구는, 접합부에 의해 절삭부에 접합되며, 또한 생크부에 착탈 가능하게 부착되는 부착부를 더 구비하고 있어도 좋다.
[본 개시의 실시형태의 상세]
이하에, 본 개시의 실시형태의 상세에 관하여 도면을 참조하여 설명한다. 또, 각 도면 중 동일 부분 또는 대응 부분에는 동일 부호를 부여하고 있다. 또한, 이하에 기재하는 실시형태의 적어도 일부를 임의로 조합해도 좋다.
(제1 실시형태에 관련된 절삭 공구의 구성)
이하에서, 제1 실시형태에 관련된 절삭 공구의 구성에 관하여 설명한다. 도 1은, 제1 실시형태에 관련된 절삭 공구의 측면도이다. 도 2는, 제1 실시형태에 관련된 절삭 공구의 사시도이다. 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 제1 실시형태에 관련된 절삭 공구는, 중심축(A)을 갖고 있다.
제1 실시형태에 관련된 절삭 공구는, 생크부(1)와, 절삭부(2)와, 접합부(3)를 갖고 있다. 제1 실시형태에 관련된 절삭 공구는, 부착부(4)를 갖고 있어도 좋다. 제1 실시형태에 관련된 절삭 공구는, 생크부(1)가 공작 기계의 주축에 부착되어 있다. 절삭부(2)는, 접합부(3)를 통해 생크부(1)에 부착된다. 제1 실시형태에 관련된 절삭 공구가 부착부(4)를 갖고 있는 경우, 절삭부(2)는, 부착부(4)를 통해 생크부(1)에 부착되어도 좋다. 구체적으로는, 절삭부(2)가 접합부(3)에 의해 부착부(4)에 접합되고 부착부(4)가 생크부(1)에 착탈 가능하게 부착됨으로써, 절삭부(2)가 생크부(1)에 부착된다. 또, 제1 실시형태에 관련된 절삭 공구가 부착부(4)를 갖지 않는 경우, 절삭부(2)는, 접합부(3)가 생크부(1)에 접합됨으로써, 생크부(1)에 부착된다.
또, 생크부(1), 절삭부(2) 및 부착부(4)의 각각의 중심축은, 중심축(A)과 일치하고 있다. 접합부(3)에는, 예컨대, 코발트(Co), 철(Fe), 니켈(Ni) 등의 철계 원소 중 1종 또는 2종 이상을 포함하는 재료가 이용된다. 부착부(4)에는, 예컨대 초경 합금 또는 서멧이 이용된다.
도 3은, 도 1의 Ⅲ-Ⅲ에 있어서의 단면도이다. 또, 도 3에 있어서는, 부착부(4)가 도시되어 있지만, 제1 실시형태에 관련된 절삭 공구에 있어서는, 부착부(4)를 형성하지 않고, 절삭부(2)가 접합부(3)를 통해 생크부(1)에 부착되어도 좋은 것은, 전술한 바와 같다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 절삭부(2)는, 코어부(21)와 표면부(22)를 갖고 있다. 코어부(21)는, 기둥 형상을 갖고 있다. 바람직하게는, 코어부(21)는, 원기둥 형상을 갖고 있어도 좋다. 코어부(21)는, 외주면(21a)과 상면(21b)을 갖고 있다.
코어부(21)는, 예컨대 초경 합금에 의해 구성되어 있다. 초경 합금은, 탄화텅스텐(WC) 등의 경질상과 결합상을 소결한 합금이다. 초경 합금의 결합상으로는, 예컨대 코발트를 이용할 수 있다. 다만, 코어부(21)를 구성하는 재료는 이것에 한정되지 않는다. 코어부(21)를 구성하는 재료는, 예컨대 서멧이어도 좋다. 서멧은, 탄화티탄(TiC), 탄화탄탈(TaC), 탄화니오븀(NbC) 등의 경질상과 결합상을 소결한 합금이다.
코어부(21)가 초경 합금에 의해 구성되어 있는 경우, 코어부(21)를 구성하는 초경 합금 중에 있어서의 코발트의 체적의 비율은, 예컨대 0.1 이상 0.2 이하이다.
코어부(21)가 초경 합금에 의해 구성되어 있는 경우, 코어부(21) 중의 코발트의 체적의 비율은, 이하의 방법에 의해 측정된다. 우선, 코어부(21)의 임의의 단면에 있어서, EDX(에너지 분산형 X선 분석)에 의해, 코발트의 결정립을 특정한다. 다음으로, 상기 단면에 있어서 코발트의 결정립의 면적의 비율을 측정한다. 그리고, 측정된 코발트의 면적의 비율을, 코어부(21)를 구성하는 초경 합금 중에 있어서의 결합상의 체적의 비율로 간주한다.
표면부(22)는, 중심축(A) 둘레에 배치됨으로써[즉, 절삭부(2)의 중심축(A) 둘레에 배치됨으로써], 코어부(21)의 외주면(21a)을 덮고 있다. 이것을 다른 관점에서 말하면, 표면부(22)는, 코어부(21)의 외주면(21a) 상에 배치되어 있다. 코어부(21)와 표면부(22)는, 서로 접합되어 있다. 표면부(22)는, 통 형상을 갖고 있다. 표면부(22)는, 원통 형상을 갖고 있는 것이 바람직하다. 표면부(22)는, 코어부(21)의 상면(21b)을 덮고 있어도 좋다. 즉, 표면부(22)는, 코어부(21)의 상면(21b) 상에 형성되어 있어도 좋다.
표면부(22)는, 외주면(22a)과 상면(22b)을 갖고 있다. 상면(22b)은, 예컨대 평탄한 면으로 되어 있다. 표면부(22)는 절삭날(22c)을 갖고 있다. 즉, 절삭날(22c)은, 표면부(22)와 일체로 되어 있다. 절삭날(22c)은, 외주면(22a)에 형성되어 있다. 절삭날(22c)은, 바람직하게는, 외주면(22a) 상에 있어서, 중심축(A) 둘레의 나선형으로 형성되어 있다. 절삭날(22c)은, 복수로 형성되어 있어도 좋다. 또, 절삭날(22c)은, 표면부(22)뿐만 아니라, 다른 부분[예컨대, 코어부(21), 접합부(3), 부착부(4) 중 하나 이상]에 형성되어 있어도 좋다.
절삭날(22c)은, 비틀림각(θ)을 갖고 있다. 비틀림각(θ)은, 비틀어진 절삭날(22c)과 중심축(A)이 이루는 각도이다. 비틀림각(θ)은, 예컨대 35° 이상 75° 이하이다. 비틀림각(θ)은, 바람직하게는 45° 이상 70° 이하이다. 비틀림각(θ)은, 특히 바람직하게는 55° 이상 65° 이하이다.
표면부(22)는, 복합 소결체에 의해 형성되어 있다. 보다 구체적으로는, 표면부(22)는, 복수의 다이아몬드 입자와, 복수의 입방정 질화붕소 입자와, 결합상을 포함하는 소결체이다. 이하에 있어서는, 다이아몬드 입자 및 입방정 질화붕소 입자를 합하여 경질상이라고 하는 경우가 있다. 결합상은, 다이아몬드 입자 및 입방정 질화붕소 입자를 제외하는 복합 소결체의 잔부를 구성하고 있다. 복합 소결체는, 불가피 불순물을 포함하고 있어도 좋다. 또, 복합 소결체가 불가피 불순물을 포함하고 있는 경우도, 결합상이 다이아몬드 입자 및 입방정 질화붕소 입자를 제외하는 복합 소결체의 잔부를 구성하고 있는 경우에 포함된다.
복합 소결체 중에 있어서, 다이아몬드 입자는, 스켈레톤 구조를 형성하고 있는 것이 바람직하다. 즉, 복합 소결체 중에 있어서 인접하여 배치되어 있는 다이아몬드 입자는 각각, 적어도 일부가 서로 결합되어 있는 것이 바람직하다.
결합상에는, 코발트가 포함되어 있어도 좋다. 결합상에 코발트가 포함되어 있는 경우, 결합상에는, 예컨대 니켈, 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 텅스텐(W), 알루미늄(Al) 등이 더 포함되어 있어도 좋다.
결합상에는, 그 외에 티탄(Ti), 지르코늄(Zr), 하프늄(Hf), 니오븀(Nb), 탄탈(Ta), 실리콘(Si) 등이 더 포함되어 있어도 좋다.
복합 소결체 중에 있어서의 경질상의 체적의 비율은, 바람직하게는 0.6 이상 0.99 이하이다.
복합 소결체 중에 있어서의 경질상의 체적의 비율은, 이하의 방법으로 측정된다. 우선, 복합 소결체의 임의의 단면에 있어서, EDX에 의해 경질상을 구성하는 결정립을 특정한다. 다음으로, 이러한 특정 결과에 기초하여, 상기 단면에 있어서의 경질상의 면적의 비율을 측정한다. 그리고, 측정된 경질상의 면적의 비율을, 복합 소결체 중에 있어서의 경질상의 체적의 비율로 간주한다.
경질상의 체적에 대한, 복합 소결체 중에 포함되는 입방정 질화붕소 입자의 체적의 비율은, 바람직하게는 0.1 이상 0.5 이하이다. 경질상의 체적에 대한, 복합 소결체 중에 포함되는 입방정 질화붕소 입자의 체적의 비율은, 특히 바람직하게는 0.2 이상 0.4 이하이다.
경질상의 체적에 대한, 복합 소결체 중에 포함되는 입방정 질화붕소 입자의 체적의 비율은, 이하의 방법에 의해 측정된다. 우선, 복합 소결체의 임의의 단면에 있어서, EDX에 의해 다이아몬드 입자 및 입방정 질화붕소 입자를 특정한다. 다음으로, 상기 단면에 있어서의 경질상 및 입방정 질화붕소 입자의 면적을 각각 측정한다. 그리고, 상기 단면에 있어서의 입방정 질화붕소 입자의 면적을 경질상의 면적으로 나눔으로써 얻어지는 값을, 경질상의 체적에 대한 복합 소결체 중에 포함되는 입방정 질화붕소 입자의 체적의 비율로 간주한다.
복합 소결체 중에 포함되는 다이아몬드 입자의 D50은, 0.3 ㎛ 이상 5 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 복합 소결체 중에 포함되는 다이아몬드 입자의 D90은, 10 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 복합 소결체 중에 포함되는 입방정 질화붕소 입자의 D50은, 0.3 ㎛ 이상 3 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 복합 소결체 중에 포함되는 입방정 질화붕소 입자의 D90은, 5 ㎛ 이하이다.
복합 소결체 중에 포함되는 다이아몬드 입자의 D50은, 0.3 ㎛ 이상 2 ㎛ 이하인 것이 특히 바람직하다. 복합 소결체 중에 포함되는 다이아몬드 입자의 D90은, 3 ㎛ 이하인 것이 특히 바람직하다. 복합 소결체 중에 포함되는 입방정 질화붕소 입자의 D50은, 0.3 ㎛ 이상 2 ㎛ 이하인 것이 특히 바람직하다. 복합 소결체 중에 포함되는 입방정 질화붕소 입자의 D90은, 3 ㎛ 이하인 것이 특히 바람직하다.
결정립 직경이 어느 값보다 작은 결정립의 체적의 합계와 결정립 직경이 상기 값보다 큰 결정립의 체적의 합계가 동등해지는 경우, 상기 값이 D50이 된다. 결정립 직경이 어느 값보다 입경이 작은 결정립의 체적의 합계가, 결정립의 전체적의 90 퍼센트가 되는 경우, 상기 값이 D90이 된다.
상기 D50 및 D90은, 이하의 방법에 의해 측정된다. 우선, 복합 소결체의 임의의 단면에 있어서, EDX를 이용하여 다이아몬드 입자(입방정 질화붕소 입자)를 특정한다. 다음으로, 화상 해석 소프트를 이용하여, 각각의 다이아몬드 입자(입방정 질화붕소 입자)의 단면적을 산출한다. 계속해서, 각각의 다이아몬드 입자(입방정 질화붕소 입자)의 단면적으로부터, 각각의 다이아몬드 입자(입방정 질화붕소 입자)의 원 상당 직경을 산출한다. 또한, 각각의 다이아몬드 입자(입방정 질화붕소 입자)의 단면적을, 상기 단면에 있어서의 다이아몬드 입자(입방정 질화붕소 입자)의 전면적(全面積)으로 나눔으로써, 각각의 다이아몬드 입자(입방정 질화붕소 입자)의 면적의 비율을 산출한다. 그리고, 산출된 각각의 다이아몬드 입자(입방정 질화붕소 입자)의 단면적의 비율을 각각의 다이아몬드 입자(입방정 질화붕소 입자)의 체적의 비율로 간주함과 함께, 이렇게 산출된 원 상당 직경을 각각의 다이아몬드 입자(입방정 질화붕소 입자)의 결정립 직경으로 간주한다. 이들 수치를 이용함으로써, 다이아몬드 입자(입방정 질화붕소 입자)의 D50 및 D90을 얻는다.
또, 전술한 바와 같은 복합 소결체 중에 있어서의 경질상의 체적의 비율, 경질상의 체적에 대한 입방정 질화붕소 입자의 체적의 비율, 복합 소결체 중에 포함되는 다이아몬드 입자의 D50 및 D90 및 복합 소결체 중에 포함되는 입방정 질화붕소 입자의 D50 및 D90의 수치 범위가 충족되는 경우에는, 복합 소결체 중에 있어서, 다이아몬드 입자의 스켈레톤 구조가 형성되어 있다.
도 4는, 제1 실시형태의 제1 변형예에 관련된 절삭 공구의 절삭부에 있어서의 단면도이다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 표면부(22)의 상면(22b)은, 곡면으로 되어 있다. 도 5는, 제1 실시형태의 제2 변형예에 관련된 절삭 공구의 절삭부에 있어서의 단면도이다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 표면부(22)에는, 구멍(22d)이 형성되어 있다. 구멍(22d)은, 표면부(22)의 상면(22b) 측에 형성되어 있다. 구멍(22d)은, 예컨대 원추 형상을 갖고 있다. 구멍(22d)은, 표면부(22)를 관통하여, 코어부(21)에 도달해 있어도 좋다. 또, 도 4 및 도 5에 있어서는, 부착부(4)가 도시되어 있지만, 제1 실시형태의 제1 변형예 및 제2 변형예에 관련된 절삭 공구에 있어서는, 부착부(4)를 형성하지 않고, 절삭부(2)가 접합부(3)를 통해 생크부(1)에 부착되어도 좋은 것은, 전술한 바와 같다.
(제1 실시형태에 관련된 절삭 공구의 제조방법)
이하에, 제1 실시형태에 관련된 절삭 공구의 제조방법에 관하여 설명한다. 도 6은, 제1 실시형태에 관련된 절삭 공구의 제조방법을 설명하기 위한 공정도이다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 제1 실시형태에 관련된 절삭 공구의 제조방법은, 소결 공정(S1)과, 절삭날 형성 공정(S2)과, 조립 공정(S3)을 갖고 있다.
소결 공정(S1)은, 제1 공정(S11)과, 제2 공정(S12)과, 제3 공정(S13)을 갖고 있다. 제1 공정(S11)에 있어서는, 복합 소결체를 구성하는 재료의 준비가 행해진다. 구체적으로는, 다이아몬드 입자의 분말과, 입방정 질화붕소 입자의 분말과, 결합상을 구성하는 재료의 분말이 준비된다. 또, 결합상을 구성하는 재료의 분말을 이용하지 않고, 결합상을 구성하는 재료로 다이아몬드 입자의 분말 및 입방정 질화붕소 입자의 분말을 피복해도 좋다.
제2 공정(S12)에 있어서는, 다이아몬드 입자의 분말, 입방정 질화붕소 입자의 분말 및 결합상을 구성하는 재료의 분말의 혼합이 행해진다. 이러한 혼합에는, 예컨대 볼 밀 혼합, 비드 밀 혼합, 유성 밀 혼합, 제트 밀 혼합 등이 이용된다. 이하에 있어서는, 제2 공정(S12)에 있어서 혼합된 다이아몬드 입자의 분말, 입방정 질화붕소의 분말 및 결합상을 구성하는 재료의 분말의 혼합물을, 혼합 분말이라고 하는 경우가 있다.
제3 공정(S13)에 있어서는, 복합 소결체의 소결이 행해진다. 제3 공정(S13)에 있어서는, 첫째로, 제2 공정(S12)에 있어서 얻어진 혼합 분말이, 금형에 충전된다. 제3 공정(S13)에 있어서는, 둘째로, 코어부(21)가, 금형에 충전된 혼합 분말 중으로 밀려 들어간다. 셋째로, 금형 중에 충전된 혼합 분말에 대한 가열 및 소결 압력의 인가가 행해진다. 이에 따라, 표면부(22)를 구성하는 복합 소결체가 형성된다. 또한, 이에 따라, 코어부(21)와 표면부(22)의 접합이 행해진다.
이 가열의 온도는, 예컨대 1400℃ 이상 2000℃ 이하이다. 이 가열 온도는, 바람직하게는 1500℃ 이상 1800℃ 이하이다. 이 소결 압력은, 예컨대 4 GPa 이상 10 GPa 이하이다. 이 소결 압력은, 바람직하게는 6 GPa 이상 8 GPa 이하이다. 소결 시간은, 예컨대 15분 이상 60분 이하이다.
절삭날 형성 공정(S2)에 있어서는, 절삭날(22c)의 형성이 행해진다. 절삭날(22c)은, 표면부(22)의 외주면(22a)에 대하여 연마를 행함으로써 형성된다. 절삭날(22c)은, 표면부(22)의 외주면(22a)에 대하여 레이저 가공을 행함으로써 형성되어도 좋다. 이에 따라, 절삭부(2)의 형성이 행해진다.
조립 공정(S3)에 있어서는, 제1 실시형태에 관련된 절삭 공구의 조립이 행해진다. 제1 실시형태에 관련된 절삭 공구의 조립은, 절삭날 형성 공정(S2)을 거쳐 형성된 절삭부(2)가, 부착부(4)에 접합부(3)에 의해 접합됨과 함께, 부착부(4)가 생크부(1)에 부착됨으로써 행해진다. 부착부(4)는, 예컨대, 나사 체결, 핀 고정, 그 밖의 걸어맞춤, 압입, 납땜 등에 의해 생크부(1)에 부착된다. 이상에 의해, 제1 실시형태에 관련된 절삭 공구의 제조방법이 완료된다.
(제1 실시형태에 관련된 절삭 공구의 효과)
이하에서 제1 실시형태에 관련된 절삭 공구의 효과에 관하여 설명한다. 제1 실시형태에 관련된 절삭 공구에 있어서는, 절삭날(22c)이 표면부(22)와 일체로 되어 있다. 즉, 제1 실시형태에 관련된 절삭 공구에 있어서는, 절삭날(22c)이 납땜 등에 의해 부착되어 있지 않다. 그 때문에, 제1 실시형태에 관련된 절삭 공구에 의하면, 절삭열에 의해 절삭날(22c)의 주변이 용융되는 경우가 없고, 절삭날(22c) 주변의 파손이 잘 발생되지 않는다.
또한, 제1 실시형태에 관련된 절삭 공구에 있어서, 절삭날(22c)을 포함하는 표면부(22)가 복합 소결체에 의해 형성되어 있다. 복합 소결체 중의 경질상은, 다이아몬드 입자 및 입방정 질화붕소 입자로 구성되어 있다. 그 때문에, 제1 실시형태에 관련된 절삭 공구에 있어서는, 절삭날(22c)의 내열성, 내마모성 및 내결손성이 양립되어 있다. 따라서, 제1 실시형태에 관련된 절삭 공구에 의하면, 피삭재가 난삭재라고 하더라도 내마모성, 내결손성 및 내열성을 확보할 수 있다.
제1 실시형태에 관련된 절삭 공구에 있어서, 복합 소결체 중에서 다이아몬드 입자의 스켈레톤 구조가 형성되어 있는 경우, 입방정 질화붕소 입자 내에서 발생한 크랙이 복합 소결체 중에 전파되기 어려워진다. 그 때문에, 이 경우에는, 절삭 공구의 내마모성 및 내결손성을 더욱 향상시킬 수 있다.
제1 실시형태에 관련된 절삭 공구에 있어서, 코어부(21)가 결합상으로서 코발트를 포함하는 초경 합금에 의해 구성되어 있으며, 또한 초경 합금 중에 있어서의 코발트의 체적의 비율이, 0.1 이상 0.2 이하인 경우, 복합 소결체와 코어부(21)의 열팽창 계수의 차가 작아진다. 그 때문에, 이 경우에는, 코어부(21)가 표면부(22)와의 사이에서 박리되는 것을 억제할 수 있다.
(절삭 시험)
제1 실시형태에 관련된 절삭 공구의 보다 상세한 효과를 확인하기 위해, 이하의 제1 절삭 시험, 제2 절삭 시험 및 제3 절삭 시험을 행했다.
<제1 절삭 시험>
제1 절삭 시험에 있어서의 피삭재는, 니켈기의 내열 합금으로 난삭재인 인코넬(등록상표) 718이다. 제1 절삭 시험에 있어서는, 절삭 속도(V)가 500 mm/초, 날당 이송량(fz)이 0.05 mm/매, 절입폭(Ae)이 0.5 mm, 절입량(Ap)이 0.3 mm라는 절삭 조건을 적용했다. 또, 절삭유로는, 에멀전 타입의 절삭유(20배 희석)가 이용되었다.
표 1에는, 실시예 1∼12에 관련된 절삭 공구에 있어서의 복합 소결체 중에 포함되는 다이아몬드 입자의 D50 및 D90, 복합 소결체 중에 포함되는 입방정 질화붕소 입자의 D50 및 D90, 복합 소결체 중에 포함되는 다이아몬드 입자 및 입방정 질화붕소 입자의 체적비, 결합상이 되는 재료의 종류 및 절삭날(22c)의 비틀림각(θ)이 기재되어 있다. 표 1에는, 실시예 1∼12에 관련된 절삭 공구를 이용하여 제1 절삭 시험을 행한 경우에 있어서의 공구 수명이 기재되어 있다.
또, 공구 수명은, 플랭크면 마모폭(VB)이 0.1 mm에 도달할 때까지 또는 절삭날(22c)에 결손이 생길 때까지의 절삭 거리에 의해 평가되었다.
Figure 112018065315867-pct00001
표 1에 기재된 바와 같이, 실시예 9∼12에 관련된 절삭 공구에 비해, 실시예 1∼8에 관련된 절삭 공구의 수명은 길다. 또한, 실시예 1∼4 및 실시예 6∼8에 관련된 절삭 공구의 수명이 특히 길다.
실시예 1∼8에 관련된 절삭 공구에 있어서는, 복합 소결체 중에 있어서의 경질상의 체적의 비율은, 0.6 이상 0.99 이하의 범위 내에 있고, 경질상의 체적에 대한 입방정 질화붕소 입자의 체적의 비율이 0.1 이상 0.5 이하의 범위 내에 있다.
실시예 1∼8에 관련된 절삭 공구에 있어서는, 복합 소결체 중에 포함되는 다이아몬드 입자의 D50이 0.3 ㎛ 이상 5 ㎛ 이하의 범위 내에 있고, 복합 소결체 중에 포함되는 다이아몬드 입자의 D90이 10 ㎛ 이하의 범위 내에 있다. 실시예 1∼8에 관련된 절삭 공구에 있어서는, 복합 소결체 중에 포함되는 입방정 질화붕소 입자의 D50이 0.3 ㎛ 이상 3 ㎛ 이하의 범위 내에 있고, 복합 소결체 중에 포함되는 입방정 질화붕소 입자의 D90이 5 ㎛ 이하의 범위 내에 있다.
실시예 1∼4 및 실시예 6∼8에 관련된 절삭 공구에 있어서는, 복합 소결체 중에 포함되는 다이아몬드 입자의 D50이 0.3 ㎛ 이상 2 ㎛ 이하의 범위 내에 있고, 복합 소결체 중에 포함되는 다이아몬드 입자의 D90이 3 ㎛ 이하의 범위 내에 있다. 실시예 1∼4 및 실시예 6∼8에 관련된 절삭 공구에 있어서는, 복합 소결체 중에 포함되는 입방정 질화붕소 입자의 D50이 0.3 ㎛ 이상 2 ㎛ 이하의 범위 내에 있고, 입방정 질화붕소 입자의 D90이 3 ㎛ 이하의 범위 내에 있다.
실시예 9∼12에 관련된 절삭 공구에 있어서는, 실시예 1∼8에 관련된 절삭 공구와 동일하게, 복합 소결체 중에 있어서의 경질상의 체적의 비율은, 0.6 이상 0.99 이하의 범위 내에 있고, 경질상의 체적에 대한 입방정 질화붕소 입자의 체적의 비율이 0.1 이상 0.5 이하의 범위 내에 있다.
그러나, 실시예 9에 관련된 절삭 공구에 있어서는, 복합 소결체 중에 포함되는 다이아몬드 입자의 D50이 0.3 ㎛ 이상 5 ㎛ 이하의 범위에 속하지 않고, 복합 소결체 중에 포함되는 입방정 질화붕소 입자의 D50이 0.3 ㎛ 이상 3 ㎛ 이하의 범위에 속하지 않는다.
또한, 실시예 10에 관련된 절삭 공구에 있어서는, 복합 소결체 중에 포함되는 다이아몬드 입자의 D50이 0.3 ㎛ 이상 5 ㎛ 이하의 범위에 속하지 않고, 복합 소결체 중에 포함되는 다이아몬드 입자의 D90이 10 ㎛ 이하의 범위에 속하지 않고, 복합 소결체 중에 포함되는 입방정 질화붕소 입자의 D50이 0.3 ㎛ 이상 3 ㎛ 이하의 범위에 속하지 않는다.
또한, 실시예 11에 관련된 절삭 공구에 있어서는, 복합 소결체 중에 포함되는 다이아몬드 입자의 D50이 0.3 ㎛ 이상 5 ㎛ 이하의 범위에 속하지 않고, 복합 소결체 중에 포함되는 입방정 질화붕소 입자의 D50이 0.3 ㎛ 이상 3 ㎛ 이하의 범위에 속하지 않고, 복합 소결체 중에 포함되는 입방정 질화붕소 입자의 D90이 5 ㎛ 이하의 범위에 속하지 않는다.
실시예 12에 관련된 절삭 공구에 있어서는, 실시예 1∼11에 관련된 절삭 공구와 달리, 결합상을 구성하는 재료에 코발트가 포함되어 있지 않다(결합상이 알루미늄에 의해 구성되어 있음).
이상의 시험 결과로부터, 복합 소결체 중에 포함되는 다이아몬드 입자의 D50이 0.3 ㎛ 이상 5 ㎛ 이하의 범위 내에 있고, 복합 소결체 중에 포함되는 다이아몬드 입자의 D90이 10 ㎛ 이하의 범위 내에 있고, 복합 소결체 중에 포함되는 입방정 질화붕소 입자의 D50이 0.3 ㎛ 이상 3 ㎛ 이하의 범위 내에 있고, 복합 소결체 중에 포함되는 입방정 질화붕소 입자의 D90이 5 ㎛ 이하의 범위 내에 있음으로써, 절삭 공구의 내마모성 및 내결손성이 더욱 향상되는 것이 확인되었다.
또한, 이상의 시험 결과로부터, 복합 소결체 중에 포함되는 다이아몬드 입자의 D50이 0.3 ㎛ 이상 2 ㎛ 이하의 범위 내에 있고, 복합 소결체 중에 포함되는 다이아몬드 입자의 D90이 3 ㎛ 이하의 범위 내에 있고, 복합 소결체 중에 포함되는 입방정 질화붕소 입자의 D50이 0.3 ㎛ 이상 2 ㎛ 이하의 범위 내에 있고, 복합 소결체 중에 포함되는 입방정 질화붕소 입자의 D90이 3 ㎛ 이하의 범위 내에 있음으로써, 절삭 공구의 내마모성 및 내결손성이 한층 더 향상되는 것이 확인되었다.
또한, 이상의 시험 결과로부터, 복합 소결체가 결합상으로서 코발트를 포함함으로써, 절삭 공구의 내마모성 및 내결손성이 더욱 향상되는 것이 확인되었다.
<제2 절삭 시험>
제2 절삭 시험에 있어서의 피삭재는, 제1 절삭 시험과 동일하게, 인코넬(등록상표) 718이다. 제2 절삭 시험에 있어서는, 절삭 속도(V)가 500 mm/초, 날당 이송량(fz)이 0.15 mm/매, 절입폭(Ae)이 0.1 mm, 절입량(Ap)이 0.3 mm라는 절삭 조건을 적용했다. 또, 절삭유로는, 에멀전 타입의 절삭유(20배 희석)가 이용되었다.
표 2에는, 실시예 13∼24에 관련된 절삭 공구에 있어서의 복합 소결체 중에 포함되는 다이아몬드 입자의 D50 및 D90, 복합 소결체 중에 포함되는 입방정 질화붕소 입자의 D50 및 D90, 복합 소결체 중에 포함되는 다이아몬드 입자 및 입방정 질화붕소 입자의 체적비, 결합상이 되는 재료의 종류 및 절삭날(22c)의 비틀림각(θ)이 기재되어 있다. 표 2에는, 실시예 13∼24에 관련된 절삭 공구를 이용하여 제2 절삭 시험을 행한 경우의 공구 수명이 기재되어 있다.
또, 공구 수명은, 제1 절삭 시험과 동일하게, 플랭크면 마모폭(VB)이 0.1 mm에 도달할 때까지 또는 절삭날(22c)에 결손이 생길 때까지의 절삭 거리에 의해 평가했다.
Figure 112018065315867-pct00002
표 2에 기재된 바와 같이, 실시예 21∼24에 관련된 절삭 공구에 비해, 실시예 13∼20에 관련된 절삭 공구의 수명은 길다. 특히, 실시예 13∼16, 18 및 19에 관련된 절삭 공구의 수명이 길다.
실시예 13∼24에 관련된 절삭 공구에 있어서는, 복합 소결체 중에 포함되는 다이아몬드 입자의 D50이 0.3 ㎛ 이상 2 ㎛ 이하의 범위 내에 있다. 실시예 13∼24에 관련된 절삭 공구에 있어서는, 복합 소결체 중에 포함되는 다이아몬드 입자의 D90이 3 ㎛ 이하의 범위 내에 있다. 또한, 실시예 13∼24에 관련된 절삭 공구에 있어서는, 복합 소결체 중에 포함되는 입방정 질화붕소 입자의 D50이 0.3 ㎛ 이상 2 ㎛ 이하의 범위 내에 있고, 복합 소결체 중에 포함되는 입방정 질화붕소 입자의 D90이 3 ㎛ 이하의 범위 내에 있다.
실시예 13∼20에 관련된 절삭 공구에 있어서는, 복합 소결체 중에 있어서의 경질상의 체적의 비율은, 0.6 이상 0.99 이하의 범위 내에 있고, 경질상의 체적에 대한 입방정 질화붕소 입자의 체적의 비율이 0.1 이상 0.5 이하의 범위 내에 있다. 실시예 13∼16, 18 및 19에 관련된 절삭 공구에 있어서는, 경질상의 체적에 대한 입방정 질화붕소 입자의 체적의 비율이 0.2 이상 0.4 이하의 범위 내에 있다.
그러나, 실시예 22 및 23에 관련된 절삭 공구에 있어서는, 복합 소결체 중에 있어서의 경질상의 체적의 비율이 0.6 이상 0.99의 범위에 속하지 않는다. 또한, 실시예 24 및 실시예 25에 관련된 절삭 공구에 있어서는, 경질상의 체적에 대한 입방정 질화붕소 입자의 체적의 비율이 0.1 이상 0.5 이하의 범위에 속하지 않는다.
이상의 시험 결과로부터, 복합 소결체 중에 있어서의 경질상의 체적의 비율이 0.6 이상 0.99 이하의 범위 내에 있음으로써, 절삭 공구의 내마모성 및 내결손성이 더욱 향상되는 것이 확인되었다.
또한, 이상의 시험 결과로부터, 경질상의 체적에 대한 입방정 질화붕소 입자의 체적의 비율이 0.1 이상 0.5 이하의 범위 내에 있음으로써, 절삭 공구의 내마모성 및 내결손성이 더욱 향상되는 것이 확인되었다.
또한, 이상의 시험 결과로부터, 경질상의 체적에 대한 입방정 질화붕소 입자의 체적의 비율이 0.2 이상 0.4 이하의 범위 내에 있음으로써, 절삭 공구의 내마모성 및 내결손성이 한층 더 향상되는 것이 확인되었다.
<제3 절삭 시험>
제3 절삭 시험에 있어서의 피삭재는, 제1 절삭 시험 및 제2 절삭 시험과 동일하게, 인코넬(등록상표) 718이다. 제3 절삭 시험에 있어서는, 절삭 속도(V)가 500 mm/초, 날당 이송량(fz)이 0.15 mm/매, 절입폭(Ae)이 0.5 mm, 절입량(Ap)이 0.3 mm라는 절삭 조건을 적용했다. 또, 절삭유로는, 에멀전 타입의 절삭유(20배 희석)가 이용되었다.
표 3에는, 실시예 25∼31에 관련된 절삭 공구에 있어서의 복합 소결체 중에 포함되는 다이아몬드 입자의 D50 및 D90, 복합 소결체 중에 포함되는 입방정 질화붕소 입자의 D50 및 D90, 복합 소결체 중에 있어서의 다이아몬드 입자 및 입방정 질화붕소 입자의 체적비, 결합상이 되는 재료의 종류 및 절삭날(22c)의 비틀림각(θ)이 기재되어 있다. 표 3에는, 실시예 25∼31에 관련된 절삭 공구를 이용하여 제3 절삭 시험을 행한 경우의 공구 수명이 기재되어 있다. 실시예 25∼31에 관련된 절삭 공구는 각각 비틀림각(θ)만이 상이하다.
또, 실시예 25∼31에 관련된 절삭 공구에 있어서는, 복합 소결체 중에 포함되는 다이아몬드 입자의 D50이 0.3 ㎛ 이상 2 ㎛ 이하의 범위 내에 있고, 복합 소결체 중에 포함되는 다이아몬드 입자의 D90이 3 ㎛ 이하의 범위 내에 있다. 또한, 실시예 25∼31에 관련된 절삭 공구에 있어서는, 복합 소결체 중에 포함되는 입방정 질화붕소 입자의 D50이 0.3 ㎛ 이상 2 ㎛ 이하의 범위 내에 있고, 복합 소결체 중에 포함되는 입방정 질화붕소 입자의 D90이 3 ㎛ 이하의 범위 내에 있다.
실시예 25∼31에 관련된 절삭 공구에 있어서는, 복합 소결체 중에 있어서의 경질상의 체적의 비율은, 0.6 이상 0.99 이하의 범위 내에 있고, 경질상의 체적에 대한 입방정 질화붕소 입자의 체적의 비율이 0.1 이상 0.5 이하의 범위 내에 있다.
Figure 112018065315867-pct00003
표 3에 기재된 바와 같이, 비틀림각(θ)이 작은 경우, 공구 수명이 상대적으로 짧다(실시예 30). 비틀림각(θ)이 커짐에 따라, 공구 수명이 개선되는 경향이 있다(실시예 25∼29). 그러나, 비틀림각(θ)이 과도하게 커지면, 공구 수명이 상대적으로 저하되는 경향이 있다(실시예 31).
이상의 시험 결과로부터, 비틀림각(θ)은 35° 이상 75° 이상인 것이 바람직하고, 45° 이상 70° 이하인 것이 더욱 바람직하고, 55° 이상 65° 이하인 것이 특히 바람직한 것이 확인되었다.
(제2 실시형태에 관련된 절삭 공구의 구성)
이하에서, 제2 실시형태에 관련된 절삭 공구의 구성에 관하여 설명한다. 이하에 있어서는, 제1 실시형태와 상이한 점에 관하여 주로 설명하고, 동일한 설명은 반복하지 않는다.
제2 실시형태에 관련된 절삭 공구는, 복합 소결체 중의 다이아몬드 입자의 체적의 비율, 복합 소결체 중에 있어서의 입방정 질화붕소의 체적의 비율, 복합 소결체 중에 포함되는 다이아몬드 입자의 D50 및 D90, 및 복합 소결체 중에 포함되는 입방정 질화붕소의 D50 및 D90을 제외하고, 제1 실시형태에 관련된 절삭 공구와 동일하다.
제2 실시형태에 관련된 절삭 공구에 있어서는, 복합 소결체 중에서의 다이아몬드 입자의 체적의 비율은, 0.3 이상 0.94 이하인 것이 바람직하다. 제2 실시형태에 관련된 절삭 공구에 있어서, 복합 소결체 중에서의 다이아몬드 입자의 체적의 비율은, 0.5 이상 0.7 이하인 것이 더욱 바람직하다. 제2 실시형태에 관련된 절삭 공구에 있어서, 복합 소결체 중에 포함되는 다이아몬드 입자의 D50, D90은, 10 ㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 제2 실시형태에 관련된 절삭 공구에 있어서, 복합 소결체 중에 포함되는 다이아몬드 입자의 D50, D90은, 2 ㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하다.
제2 실시형태에 관련된 절삭 공구에 있어서는, 복합 소결체 중에서의 입방정 질화붕소 입자의 체적의 비율은, 0.03 이상 0.4 이하인 것이 바람직하다. 제2 실시형태에 관련된 절삭 공구에 있어서는, 복합 소결체 중에서의 입방정 질화붕소 입자의 체적의 비율은, 0.1 이상 0.4 이하인 것이 더욱 바람직하다. 제2 실시형태에 관련된 절삭 공구에 있어서는, 복합 소결체 중에서의 입방정 질화규소 입자의 D50, D90은, 2 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 제2 실시형태에 관련된 절삭 공구에 있어서는, 복합 소결체 중에서의 다이아몬드 입자의 D50, D90은, 1 ㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하다.
복합 소결체 중에 있어서의 다이아몬드 입자의 체적 비율은, 이하의 방법에 의해 측정된다. 우선, 복합 소결체의 임의의 단면에 있어서, EDX에 의해 다이아몬드 입자를 특정한다. 다음으로, 전술한 특정 결과에 기초하여, 상기 단면에 있어서의 다이아몬드 입자의 면적의 비율을 측정한다. 그리고, 측정된 다이아몬드 입자의 면적의 비율을, 복합 소결체 중에 있어서의 다이아몬드 입자의 체적의 비율로 간주한다. 복합 소결체 중에 있어서의 입방정 질화붕소 입자의 체적의 비율도 동일하게 측정된다.
다이아몬드 입자(입방정 질화붕소 입자)의 D50 및 D90의 의의 및 측정 방법은, 전술한 바와 같다.
(제2 실시형태에 관련된 절삭 공구의 제조방법)
제2 실시형태에 관련된 절삭 공구의 제조방법은, 제1 실시형태에 관련된 절삭 공구의 제조방법과 동일하다.
(제2 실시형태에 관련된 절삭 공구의 제조방법)
제2 실시형태에 관련된 절삭 공구에 의하면, 복합 소결체 중에 다이아몬드 입자의 스켈레톤 구조가 형성된다. 그 때문에, 제2 실시형태에 관련된 절삭 공구에 의하면, 절삭 공구의 내마모성 및 내결손성을 더욱 향상시킬 수 있다.
이번에 개시된 실시형태는 모든 점에서 예시로서, 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 본 개시의 범위는 전술한 실시형태가 아니라, 청구범위에 의해 나타내지며, 청구범위와 균등의 의미, 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.
1: 생크부, 2: 절삭부, 3: 접합부, 4: 부착부, A: 중심축, 21: 코어부, 21a: 외주면, 21b: 상면, 22: 표면부, 22a: 외주면, 22b: 상면, 22c: 절삭날, 22d: 구멍, S1: 소결 공정, S11: 제1 공정, S12: 제2 공정, S13: 제3 공정, S2: 절삭날 형성 공정, S3: 조립 공정, V: 절삭 속도, VB: 마모폭, fz: 날당 이송량, Ae: 절입폭, Ap: 절입량, θ: 비틀림각.

Claims (12)

  1. 생크부와,
    접합부와,
    상기 접합부를 통해 상기 생크부에 부착되는 절삭부
    를 구비하는 절삭 공구로서,
    상기 절삭부는, 코어부와, 상기 절삭부의 중심축 둘레에 배치됨으로써 상기 코어부의 외주면을 덮는 표면부를 갖고,
    상기 표면부는, 상기 표면부의 외주면 상에 형성되며 또한 상기 중심축 둘레의 나선형으로 형성된 절삭날을 포함하고,
    상기 표면부는, 복수의 다이아몬드 입자와 복수의 입방정 질화붕소 입자에 의해 구성되는 경질상과, 잔부를 구성하는 결합상을 포함하는 복합 소결체이고,
    상기 복수의 상기 다이아몬드 입자의 D50은, 0.3 ㎛ 이상 5 ㎛ 이하이고,
    상기 복수의 상기 다이아몬드 입자의 D90은, 10 ㎛ 이하이며,
    상기 복수의 상기 입방정 질화붕소 입자의 D50은, 0.3 ㎛ 이상 3 ㎛ 이하이고,
    상기 복수의 상기 입방정 질화붕소 입자의 D90은, 5 ㎛ 이하인 것인 절삭 공구.
  2. 제1항에 있어서, 상기 복합 소결체 중에 있어서의 상기 경질상의 체적의 비율은, 0.6 이상 0.99 이하인 것인 절삭 공구.
  3. 제1항에 있어서, 상기 경질상의 체적에 대한 상기 복수의 상기 입방정 질화붕소 입자의 체적의 비율은, 0.1 이상 0.4 이하인 것인 절삭 공구.
  4. 제3항에 있어서, 상기 경질상의 체적에 대한 상기 복수의 상기 입방정 질화붕소 입자의 체적의 비율은, 0.2 이상 0.4 이하인 것인 절삭 공구.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, 상기 복수의 상기 다이아몬드 입자의 D50은, 0.3 ㎛ 이상 2 ㎛ 이하이고,
    상기 복수의 상기 다이아몬드 입자의 D90은, 3 ㎛ 이하이고,
    상기 복수의 상기 입방정 질화붕소 입자의 D50은, 0.3 ㎛ 이상 2 ㎛ 이하이고,
    상기 복수의 상기 입방정 질화붕소 입자의 D90은, 3 ㎛ 이하인 것인 절삭 공구.
  7. 제1항에 있어서, 상기 결합상은 코발트를 포함하는 것인 절삭 공구.
  8. 제1항 내지 제4항, 제6항 및 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코어부는, 코발트를 함유하는 초경 합금으로 구성되어 있고,
    상기 초경 합금 중에 있어서의 상기 코발트의 체적 비율은, 0.1 이상 0.2 이하인 것인 절삭 공구.
  9. 제1항 내지 제4항, 제6항 및 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 절삭날의 비틀림각은 35° 이상 75° 이하인 것인 절삭 공구.
  10. 제9항에 있어서, 상기 비틀림각은 45° 이상 70° 이하인 것인 절삭 공구.
  11. 제10항에 있어서, 상기 비틀림각은 55° 이상 65° 이하인 것인 절삭 공구.
  12. 제1항 내지 제4항, 제6항 및 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접합부에 의해 상기 절삭부에 접합되며 또한 상기 생크부에 착탈 가능하게 부착되는 부착부
    를 더 구비하는 절삭 공구.
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