JP2639141B2 - 表面硬質層被覆超硬合金製ミニチュアドリルおよびその製造法 - Google Patents
表面硬質層被覆超硬合金製ミニチュアドリルおよびその製造法Info
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- JP2639141B2 JP2639141B2 JP1307881A JP30788189A JP2639141B2 JP 2639141 B2 JP2639141 B2 JP 2639141B2 JP 1307881 A JP1307881 A JP 1307881A JP 30788189 A JP30788189 A JP 30788189A JP 2639141 B2 JP2639141 B2 JP 2639141B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、プリント基板、その他金属材料基板に小
径穴をあけるに際して使用する切削性および耐折損性の
優れた表面硬質層被覆超硬合金製ミニチュアドリルおよ
びその製造法に関するものである。
径穴をあけるに際して使用する切削性および耐折損性の
優れた表面硬質層被覆超硬合金製ミニチュアドリルおよ
びその製造法に関するものである。
従来、一般に、プリント基板、その他金属材料基板な
どに小径穴をあけるに際しては、切削工具として超硬合
金製ミニチュアドリルが使用されている。上記超硬合金
製ミニチュアドリルには、刃部がリップ部より連続的に
シャンク部に近付くにしたがい径が小さくなるバックテ
ーパーが付いているストレートタイプのものが知られて
おり、このバックテーパーは普通１μm/1mm程度であ
る。そして、これら超硬合金製ミニチュアドリルの全
体、マージン部またはマージン部とフルート部などに、
周期律表の4a,5aおよび6a族の金属の炭化物、窒化物、
炭窒化物、炭酸化物、炭窒酸化物、並びに酸化アルミニ
ウム、さらにこれらの２種以上の固溶体からなる群から
選んだ１種の単層または２種以上の多重層、またはダイ
ヤモンド層（以下、これらの層を硬質層という）を厚
さ:0.5〜20μｍ被覆して切削性を向上せしめることも知
られている。上記硬質層を構成する成分としては、周期
律表の4a,5aおよび6a族の金属の炭化物、窒化物、炭窒
化物、これらの２種以上の固溶体、具体的にはTiC,TiN,
TiCN,ZrC,HfN,VC,TaC,NbC,NbN,Cr3C2,Mo2C,WC,ZrCN,VC
N,TaCN,（Ti,Nb）C,（Ta,Cr）CN,（Nb,W）N,（Ti,Ta,
W）CN,（Hf,V,Mo）Ｃなどがあり、周期律表の4aおよび5
a族の金属の炭酸化物、炭窒酸化物として具体的には、T
iCO,TiCNO,TaCO,TaCNO,ZrCO,ZrCNO,HfCO,HfCNO,などが
あり、さらに酸化アルミニウムまたはダイヤモンドなど
が知られている。
どに小径穴をあけるに際しては、切削工具として超硬合
金製ミニチュアドリルが使用されている。上記超硬合金
製ミニチュアドリルには、刃部がリップ部より連続的に
シャンク部に近付くにしたがい径が小さくなるバックテ
ーパーが付いているストレートタイプのものが知られて
おり、このバックテーパーは普通１μm/1mm程度であ
る。そして、これら超硬合金製ミニチュアドリルの全
体、マージン部またはマージン部とフルート部などに、
周期律表の4a,5aおよび6a族の金属の炭化物、窒化物、
炭窒化物、炭酸化物、炭窒酸化物、並びに酸化アルミニ
ウム、さらにこれらの２種以上の固溶体からなる群から
選んだ１種の単層または２種以上の多重層、またはダイ
ヤモンド層（以下、これらの層を硬質層という）を厚
さ:0.5〜20μｍ被覆して切削性を向上せしめることも知
られている。上記硬質層を構成する成分としては、周期
律表の4a,5aおよび6a族の金属の炭化物、窒化物、炭窒
化物、これらの２種以上の固溶体、具体的にはTiC,TiN,
TiCN,ZrC,HfN,VC,TaC,NbC,NbN,Cr3C2,Mo2C,WC,ZrCN,VC
N,TaCN,（Ti,Nb）C,（Ta,Cr）CN,（Nb,W）N,（Ti,Ta,
W）CN,（Hf,V,Mo）Ｃなどがあり、周期律表の4aおよび5
a族の金属の炭酸化物、炭窒酸化物として具体的には、T
iCO,TiCNO,TaCO,TaCNO,ZrCO,ZrCNO,HfCO,HfCNO,などが
あり、さらに酸化アルミニウムまたはダイヤモンドなど
が知られている。
しかし、上記バックテーパーの付いた超硬合金製ミニ
チュアドリル基体を作製するには、特殊な数値制御を有
する工作機械を必要とするために、コストがかかり、さ
らに、切削性の向上のために、上記バックテーパーの付
いた通常の超硬合金製ミニチュアドリル基体全体に上記
硬質層をCVDまたはPVDで被覆して得られた表面被覆超硬
合金製ミニチュアドリルは、靭性が低下し、特にシャン
ク部近傍の刃部で折損し易いという問題点があった。
チュアドリル基体を作製するには、特殊な数値制御を有
する工作機械を必要とするために、コストがかかり、さ
らに、切削性の向上のために、上記バックテーパーの付
いた通常の超硬合金製ミニチュアドリル基体全体に上記
硬質層をCVDまたはPVDで被覆して得られた表面被覆超硬
合金製ミニチュアドリルは、靭性が低下し、特にシャン
ク部近傍の刃部で折損し易いという問題点があった。
そこで、本発明者らは、切削性を低下させることなく
低コストの耐折損性にすぐれた表面硬質層被覆超硬合金
製ミニチュアドリルを開発すべく研究を行っていたとこ
ろ、 （ａ） 上記従来の表面被覆超硬合金製ミニチュアドリ
ルよりも、シャンク部近傍の表面被覆硬質層の層厚を薄
くすることにより、シャンク部近傍の靭性を向上させる
ことができる、 （ｂ） 超硬合金製ミニチュアドリル基体を、超硬合金
製ミニチュアドリル基体の外周コーナーの外径よりも大
きな内径を有する筒内に同軸的に挿入し、上記超硬合金
製ミニチュアドリル基体の外周コーナーの外径と上記筒
の内径のあいだに間隙を形成するとともに先端を筒に隠
すか、ぎりぎりまたはほんのわずか出した状態で真空容
器内に装入し、通常の条件で上記硬質層を物理蒸着する
と、超硬合金製ミニチュアドリル基体の表面の外周コー
ナーよりシャンク部にわたり表面被覆硬質層が形成さ
れ、その層厚は外周コーナーよりシャンク部に行くにし
たがって漸減し、バックテーパーの付いた超硬合金製ミ
ニチュアドリルを製造することができる、 という知見を得たのである。
低コストの耐折損性にすぐれた表面硬質層被覆超硬合金
製ミニチュアドリルを開発すべく研究を行っていたとこ
ろ、 （ａ） 上記従来の表面被覆超硬合金製ミニチュアドリ
ルよりも、シャンク部近傍の表面被覆硬質層の層厚を薄
くすることにより、シャンク部近傍の靭性を向上させる
ことができる、 （ｂ） 超硬合金製ミニチュアドリル基体を、超硬合金
製ミニチュアドリル基体の外周コーナーの外径よりも大
きな内径を有する筒内に同軸的に挿入し、上記超硬合金
製ミニチュアドリル基体の外周コーナーの外径と上記筒
の内径のあいだに間隙を形成するとともに先端を筒に隠
すか、ぎりぎりまたはほんのわずか出した状態で真空容
器内に装入し、通常の条件で上記硬質層を物理蒸着する
と、超硬合金製ミニチュアドリル基体の表面の外周コー
ナーよりシャンク部にわたり表面被覆硬質層が形成さ
れ、その層厚は外周コーナーよりシャンク部に行くにし
たがって漸減し、バックテーパーの付いた超硬合金製ミ
ニチュアドリルを製造することができる、 という知見を得たのである。
この発明は、かかる知見に基づいてなされたものであ
って、 超硬合金製ミニチュアドリル基体の表面の刃長全面
に、通常の硬質層を被覆してなる表面硬質層被覆超硬合
金製ミニチュアドリルにおいて、上記超硬合金製ミニチ
ュアドリル基体表面の外周コーナーよりシャンク部にわ
たり形成された表面被覆硬質層の層厚が、外周コーナー
よりシャンク部に行くにしたがって漸減する表面硬質層
被覆超硬合金製ミニチュアドリルおよびその製造法に特
徴を有するものである。
って、 超硬合金製ミニチュアドリル基体の表面の刃長全面
に、通常の硬質層を被覆してなる表面硬質層被覆超硬合
金製ミニチュアドリルにおいて、上記超硬合金製ミニチ
ュアドリル基体表面の外周コーナーよりシャンク部にわ
たり形成された表面被覆硬質層の層厚が、外周コーナー
よりシャンク部に行くにしたがって漸減する表面硬質層
被覆超硬合金製ミニチュアドリルおよびその製造法に特
徴を有するものである。
上記超硬合金製ミニチュアドリル基体表面の外周コー
ナーよりシャンク部にわたり形成された表面被覆硬質層
の層厚が、外周コーナーよりシャンク部に行くにしたが
って漸減する理由として、イオンは直進性があるため
に、ドリル先端部の外径と筒の内径のあいだに形成され
た間隙の奥深いところに行く程イオン濃度が薄くなり、
間隙の入口と奥深いところにはイオン濃度勾配が生じる
ためであると考えられる。
ナーよりシャンク部にわたり形成された表面被覆硬質層
の層厚が、外周コーナーよりシャンク部に行くにしたが
って漸減する理由として、イオンは直進性があるため
に、ドリル先端部の外径と筒の内径のあいだに形成され
た間隙の奥深いところに行く程イオン濃度が薄くなり、
間隙の入口と奥深いところにはイオン濃度勾配が生じる
ためであると考えられる。
つぎに、この発明を図面に基づいて具体的に説明す
る。
る。
第１図は、この発明の表面硬質層被覆超硬合金製ミニ
チュアドリルの断面説明図、 第２図は、この発明の表面硬質層被覆超硬合金製ミニ
チュアドリルを製造するために、刃長全体にわたってバ
ックテーパーのない超硬合金製ミニチュアドリル基体を
先端部外周コーナーの外径よりも大きな内径を有する筒
内に同軸的に挿入した状態を示す斜視図である。
チュアドリルの断面説明図、 第２図は、この発明の表面硬質層被覆超硬合金製ミニ
チュアドリルを製造するために、刃長全体にわたってバ
ックテーパーのない超硬合金製ミニチュアドリル基体を
先端部外周コーナーの外径よりも大きな内径を有する筒
内に同軸的に挿入した状態を示す斜視図である。
上記超硬合金製ミニチュアドリル基体１は先端部外周
コーナー４の外径と上記筒２の内径の間に間隙７が形成
されるように挿入され、先端３を筒２内に隠すか、ぎり
ぎりまたはほんのわずか出した上記第２図に示される状
態で真空容器内に装入し、通常の条件で物理蒸着する
と、第１図に示されるように、上記バックテーパーのな
い超硬合金製ミニチュアドリル基体表面の外周コーナー
４よりシャンク部５に行くにしたがって層厚の漸減する
硬質層６が形成され、刃長全体にわたってバックテーパ
ーの付いた表面硬質層被覆超硬合金製ミニチュアドリル
が形成される。この場合、上記間隙７は、0.5〜2mmであ
ることが好ましい。
コーナー４の外径と上記筒２の内径の間に間隙７が形成
されるように挿入され、先端３を筒２内に隠すか、ぎり
ぎりまたはほんのわずか出した上記第２図に示される状
態で真空容器内に装入し、通常の条件で物理蒸着する
と、第１図に示されるように、上記バックテーパーのな
い超硬合金製ミニチュアドリル基体表面の外周コーナー
４よりシャンク部５に行くにしたがって層厚の漸減する
硬質層６が形成され、刃長全体にわたってバックテーパ
ーの付いた表面硬質層被覆超硬合金製ミニチュアドリル
が形成される。この場合、上記間隙７は、0.5〜2mmであ
ることが好ましい。
直径:0.9mm、長さ:40mmのバックテーパーなしの超硬
合金製ミニチュアドリル基体および内径:3mmのステンレ
ス鋼製筒を用意し、上記バックテーパーなしの超硬合金
製ミニチュアドリル基体を上記ステンレス鋼製筒に同軸
的に挿入し、超硬合金製ミニチュアドリルの先端を筒か
ら出した状態で、これを真空容器内に入れ、温度:700℃
に保持し、メタンガス雰囲気中、圧力:5×10-4torr、基
板電圧:0.7kVの条件で電子銃にてルツボ中のTiを蒸発さ
せTiCを物理蒸着したところ、バックテーパーのない超
硬合金製ミニチュアドリル基体表面の外周コーナーより
シャンク部に行くにしたがって層厚の漸減するTiC硬質
層が形成され、刃長全体にわたってバックテーパーの付
いた表面硬質層被覆超硬合金製ミニチュアドリルが得ら
れた。
合金製ミニチュアドリル基体および内径:3mmのステンレ
ス鋼製筒を用意し、上記バックテーパーなしの超硬合金
製ミニチュアドリル基体を上記ステンレス鋼製筒に同軸
的に挿入し、超硬合金製ミニチュアドリルの先端を筒か
ら出した状態で、これを真空容器内に入れ、温度:700℃
に保持し、メタンガス雰囲気中、圧力:5×10-4torr、基
板電圧:0.7kVの条件で電子銃にてルツボ中のTiを蒸発さ
せTiCを物理蒸着したところ、バックテーパーのない超
硬合金製ミニチュアドリル基体表面の外周コーナーより
シャンク部に行くにしたがって層厚の漸減するTiC硬質
層が形成され、刃長全体にわたってバックテーパーの付
いた表面硬質層被覆超硬合金製ミニチュアドリルが得ら
れた。
この実施例では、超硬合金製ミニチュアドリル基体と
して、バックテーパーなしの基体を用いたが、これに限
定されるものではなく、バックテーパーの付いた超硬合
金製ミニチュアドリル基体を使用することも可能であ
る。さらにこの実施例ではTiCを硬質層としているが、
この発明の超硬合金製ミニチュアドリル基体に形成され
る硬質層は上記TiCに限定されるものではなく、前述の
公知の硬質層であるならば、いずれの成分組成のもので
あってもよい。
して、バックテーパーなしの基体を用いたが、これに限
定されるものではなく、バックテーパーの付いた超硬合
金製ミニチュアドリル基体を使用することも可能であ
る。さらにこの実施例ではTiCを硬質層としているが、
この発明の超硬合金製ミニチュアドリル基体に形成され
る硬質層は上記TiCに限定されるものではなく、前述の
公知の硬質層であるならば、いずれの成分組成のもので
あってもよい。
この発明の表面硬質層被覆超硬合金製ミニチュアドリ
ルは、バックテーパーなしの超硬合金製ミニチュアドリ
ル基体から製造するために、特殊な数値制御を有する工
作機械を必要とせずに、物理蒸着するだけでバックテー
パーの付いた表面硬質層被覆超硬合金製ミニチュアドリ
ルを簡単に製造することができ、さらに、シャンク部近
傍の表面被覆硬質層の層厚を先端部の層厚よりも薄くす
ることができるので、従来よりもシャンク部近傍の抗折
力を向上させることができる。
ルは、バックテーパーなしの超硬合金製ミニチュアドリ
ル基体から製造するために、特殊な数値制御を有する工
作機械を必要とせずに、物理蒸着するだけでバックテー
パーの付いた表面硬質層被覆超硬合金製ミニチュアドリ
ルを簡単に製造することができ、さらに、シャンク部近
傍の表面被覆硬質層の層厚を先端部の層厚よりも薄くす
ることができるので、従来よりもシャンク部近傍の抗折
力を向上させることができる。
第１図は、この発明の表面硬質層被覆超硬合金製ミニチ
ュアドリルの断面説明図、 第２図は、この発明の表面硬質層被覆超硬合金製ミニチ
ュアドリルを製造するために刃長全体にわたってバック
テーパーのない超硬合金製ミニチュアドリル基体を先端
部の外径よりも大きな内径を有する筒内に同軸的にかつ
上記超硬合金製ミニチュアドリル基体先端部の外径と上
記筒の内径のあいだに間隙を形成するように挿入した状
態を示す斜視図である。 １……バックテーパーのない超硬合金製ミニチュアドリ
ル基体、 ２……筒、３……先端、 ４……外周コーナー、５……シャンク部、 ６……硬質層、７……間隙。
ュアドリルの断面説明図、 第２図は、この発明の表面硬質層被覆超硬合金製ミニチ
ュアドリルを製造するために刃長全体にわたってバック
テーパーのない超硬合金製ミニチュアドリル基体を先端
部の外径よりも大きな内径を有する筒内に同軸的にかつ
上記超硬合金製ミニチュアドリル基体先端部の外径と上
記筒の内径のあいだに間隙を形成するように挿入した状
態を示す斜視図である。 １……バックテーパーのない超硬合金製ミニチュアドリ
ル基体、 ２……筒、３……先端、 ４……外周コーナー、５……シャンク部、 ６……硬質層、７……間隙。
Claims (3)
- 【請求項１】超硬合金製ミニチュアドリル基体の表面の
刃長全面に、通常の硬質層を被覆してなる表面硬質層被
覆超硬合金製ミニチュアドリルにおいて、上記超硬合金
製ミニチュアドリル基体表面の外周コーナーよりシャン
ク部にわたり形成された表面被覆硬質層の層厚が、外周
コーナーよりシャンク部に行くにしたがって漸減するこ
とを特徴とする表面硬質層被覆超硬合金製ミニチュアド
リル。 - 【請求項２】超硬合金製ミニチュアドリル基体を、上記
超硬合金製ミニチュアドリル基体の外周コーナーの外径
よりも大きな内径を有する筒内に同軸的に挿入し、上記
超硬合金製ミニチュアドリル基体の外周コーナーの外径
と上記筒の内径のあいだに間隙を形成すると共に先端を
筒に隠すか、ぎりぎりまたはほんのわずか出した状態で
真空容器内に装入し、通常の条件で上記硬質層を物理蒸
着することを特徴とする表面硬質層被覆超硬合金製ミニ
チュアドリルの製造法。 - 【請求項３】請求項２記載の超硬合金製ミニチュアドリ
ル基体は、刃長全体にわたってバックテーパーのない超
硬合金製ミニチュアドリル基体または刃長全体にわたっ
てバックテーパーの付いている超硬合金製ミニチュアド
リル基体であることを特徴とする表面硬質層被覆超硬合
金製ミニチュアドリルの製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1307881A JP2639141B2 (ja) | 1989-11-28 | 1989-11-28 | 表面硬質層被覆超硬合金製ミニチュアドリルおよびその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1307881A JP2639141B2 (ja) | 1989-11-28 | 1989-11-28 | 表面硬質層被覆超硬合金製ミニチュアドリルおよびその製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03170215A JPH03170215A (ja) | 1991-07-23 |
| JP2639141B2 true JP2639141B2 (ja) | 1997-08-06 |
Family
ID=17974291
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1307881A Expired - Lifetime JP2639141B2 (ja) | 1989-11-28 | 1989-11-28 | 表面硬質層被覆超硬合金製ミニチュアドリルおよびその製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2639141B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2259263B (en) * | 1991-08-08 | 1995-11-22 | Habit Diamond Ltd | Wear resistant tools |
| SE519135C2 (sv) * | 1999-07-02 | 2003-01-21 | Seco Tools Ab | Verktyg för spånavskiljande bearbetning innefattande en relativt seg kärna ansluten till en relativt slitstark periferi |
| SE514558C2 (sv) | 1999-07-02 | 2001-03-12 | Seco Tools Ab | Metod och anordning för att tillverka ett verktyg |
| DE102006042226A1 (de) | 2006-09-06 | 2008-03-27 | Günther & Co. GmbH | Beschichteter Spiralbohrer |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61288910A (ja) * | 1985-06-14 | 1986-12-19 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 表面被覆ドリル |
-
1989
- 1989-11-28 JP JP1307881A patent/JP2639141B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03170215A (ja) | 1991-07-23 |
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Legal Events
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