JP2021529676A - 切削ツールを処理する方法及び切削ツール - Google Patents
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Abstract
Description
焼結炭化物及びサーメットは、連続する結合金属相に分布する硬質成分を含む材料である。この種類の材料は、硬質成分からの高硬度と、結合金属相からの高靭性と、を組み合わせた性状を有し、金属切削ツール用の基板材料に適している。
切削ツールのその荷担面又は対応する表面上の平面に、切削ツールを置く。
第1の面を、測定するエッジと接触させて、当該平面に鉛直する切削ツールの側面、例えば、切削ツール1のフランク面3に沿って合わせる。
当該平面に平行し、当該第1の面との交差点にて交差する第2の面であって、測定するエッジと接触点にて接触する当該第2の面を合わせる。例えば、当該第2の面を、切削ツール1のすくい面2に沿って合わせる。
本発明の例示的な実施形態を、以下により詳細に、比較実施形態と比較して開示する。コーティングが施された切削ツール(インサート)を切削試験に用意し、分析し、評価した。
表1に示す原材料から基板を形成することにより、焼結炭化物製の切削ツールを用意した。基板は、ミリング、噴霧乾燥、加圧形成、及び焼結を含む従来の方法にしたがって製造した。インサートタイプR390-11T308M-PM及びR390-11T308M-MMの切削ツールを形成し、ミリング試験に使用した。また、インサートタイプSNUN19 04 16の切削ツールを形成し、これらを、硬度及び残留応力の測定に使用した。炭素含有量を調整するために、基板3A及び3Bにタングステン金属を添加した。
以下のパラメータでのミリング作業にて、インサートを続いて試験した:
ワークピース材料:Dievar製の未硬化のもの、PL 129 280×200×100、MC P3. 0.Z.AN、CMC 03.11、チャージ:M10205
vc=140m/min
fz=0.15mm
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切削の長さ=12mm
切削液は使用せず。
インサートタイプR390-11T308M-PM
バルクの靭性を検討するために、インサートを用意した。この場合では、ショットピーニングを、2barにて12秒間行った。以下のパラメータでのミリング作業にて、インサートを続いて試験した:
ワークピース材料:Toolox33 PK158 600×200×100mm MC P2.5.Z. CMC 02.2 チャージ111125
vc=100m/min
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z=1
1パスの長さ=100mm
切削液は使用せず。
インサートタイプR390-11T308M-PM
エッジラインの靭性を検討するために、インサートを用意した。この場合では、ショットピーニングを、2barにて12秒間行った。以下のパラメータでのミリング作業にて、インサートを続いて試験した:
ワークピース材料:Dievar製の未硬化のもの、P3. 0.Z.AN、チャージ:F12168
vc=200m/min
fz=0.20mm
ae=12mm
ap=3.0
z=1
切削の長さ=12mm
切削液は使用せず。
インサートタイプR390-11T308M-MM
表面エリアにおける硬度及びバルクエリアにおける硬度の間の関係を、切削ツールのすくい面上にビッカース圧痕を作るビッカース測定を用いて、切削ツールの断面上のビッカース圧痕を分析した。ビッカース圧痕の測定を改善するために、外側のアルミナ層を取り除いた。結果を表5に提示する。
X線回析を使用し、sin2Ψ方法と呼ばれる方法を通して、上記のサンプルにおける残留応力を判定した。この方法では、格子間隔dのシフト(及び、したがって、負荷)を、サンプルの傾斜角Ψに応じて測定する。残留応力は、負荷の線形勾配とsin2Ψ曲線との関係から取得される。残留応力は、X線的弾性係数を使用して、負荷値から変換される。
Claims (23)
- 焼結炭化物又はサーメットの基板を含む切削ツールを処理する方法であって、前記切削ツール(1)に、100℃以上の温度にて、好ましくは、200℃以上の温度にて、より好ましくは、200℃及び450℃の間の温度にてショットピーニングが行われる、方法。
- 前記切削ツール(1)は、すくい面(2)と、フランク面(3)と、それらの間の切削エッジと、を含み、前記ショットピーニングは、少なくとも前記すくい面(2)に行われる、請求項1に記載の方法。
- 前記切削エッジの少なくとも一部のERは、10μm及び50μmの間、好ましくは、20μm及び40μmの間にある、請求項2に記載の方法。
- 前記焼結炭化物及び前記サーメットは、結合金属相にある硬質成分からなり、前記焼結炭化物又は前記サーメットにおける前記結合金属相の含有量は、1から30の容量%、好ましくは、3から25の容量%である、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の方法。
- 結合金属相は、Co、Ni、及びFeから選択される1つ又はそれ以上の金属元素を少なくとも80重量%含む合金である、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の方法。
- 結合金属相は、Co、Ni、Fe、Al、Cr、Ru、W、Mo、Mn、Re、Ti、Ta、Nb、Zr、Hf、Cu、及びSiから選択される1つ又はそれ以上の金属元素を含む合金である、請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の方法。
- 前記切削ツールには、コーティングが提供され、前記コーティングの厚さは、2から20μmである、請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記コーティングは、CVDコーティング又はPVDコーティングであり、好ましくは、前記コーティングは、TiN、TiCN、TiC、TiAlN、Al2O3、及びZrCNから選択される1つ又はそれ以上の層を含む、請求項7に記載の方法。
- 前記ショットピーニングは、ZrO2、スチール、又は焼結炭化物のビーズを含むピーニング媒体を用いて行われる、請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ショットピーニングは、平均直径が70から150μmであるピーニング媒体を用いて行われる、請求項1から請求項9のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ショットピーニングは、加熱された切削ツールに行われる方法であって、前記ショットピーニングの前に、前記切削ツールを加熱することを含む、請求項1から請求項10のいずれか一項に記載の方法。
- 前記切削ツールの少なくとも一部位にショットブラスティングを行うことをさらに含む、請求項1から請求項11のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ショットブラスティングは、前記ショットピーニングに続いて行われる、請求項12に記載の方法。
- 前記ショットブラスティング及び前記ショットピーニングは、前記切削ツールの同じ部位に行われる、請求項13に記載の方法。
- 前記焼結炭化物は、Coの結合相、好ましくは、前記焼結炭化物における、3から20重量%のCoの結合相を有し、前記焼結炭化物は、Crを、好ましくは、0.03から0.35のCr/Co重量比にて含む、請求項1から請求項14のいずれか一項に記載の方法。
- 前記焼結炭化物は、M7C3炭化物を含む、請求項1から請求項15のいずれか一項に記載の方法。
- 前記焼結炭化物は、−0.13重量%≦SCC≦0重量%、又は、−0.30重量%%≦SCC≦−0.16重量%の、準化学量論的な炭素含有量(SCC)を有する、請求項1から請求項14のいずれか一項に記載の方法。
- 前記焼結炭化物は、−0.28重量%≦SCC≦−0.17重量%の準化学量論的な炭素含有量(SCC)を有し、イータ相をさらに含む、請求項17に記載の方法。
- 請求項1から請求項18のいずれか一項にしたがって処理された、金属切削アプリケーション用の切削ツール。
- 焼結炭化物又はサーメットの基板を含む切削ツールであって、前記切削ツール(1)は、すくい面(2)と、フランク面(3)と、それらの間の切削エッジと、を含み、前記すくい面にて測定したビッカース硬度は、バルクにて測定したビッカース硬度よりも、少なくとも25HV100高く、好ましくは、30HV100高く、より好ましくは、40HV100高く、前記硬度は、4回の平行測定の平均値である、切削ツール。
- 前記切削ツールは、コーティングを含み、前記硬度を測定したエリアにおける前記コーティングの厚さは5μm未満である、請求項20に記載の切削ツール。
- 焼結炭化物又はサーメットの基板を含む切削ツールであって、前記切削ツール(1)は、すくい面(2)と、フランク面(3)と、それらの間の切削エッジと、を含み、前記すくい面にて測定した残留応力は、RS(オリジナル)であり、大気圧及び400℃での10分間の熱処理後に測定した残留応力は、RS(熱処理済み)であり、RS(熱処理済み)/RS(オリジナル)の関係は、≧92%、好ましくは、≧95%、より好ましくは、≧97%である、切削ツール。
- 前記基板は、WCを含む焼結炭化物製である、請求項22に記載の切削ツール。
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