JP2746344B2 - 高硬度複合焼結体を切刃とする切削工具 - Google Patents

高硬度複合焼結体を切刃とする切削工具

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JP2746344B2
JP2746344B2 JP62221641A JP22164187A JP2746344B2 JP 2746344 B2 JP2746344 B2 JP 2746344B2 JP 62221641 A JP62221641 A JP 62221641A JP 22164187 A JP22164187 A JP 22164187A JP 2746344 B2 JP2746344 B2 JP 2746344B2
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寛 矢田
正光 安藤
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【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、立方晶窒化硼素またはダイヤモンドあるい
は立方晶窒化硼素とダイヤモンドを混合したものを焼結
した高硬度焼結体と超硬合金などの硬質物とを結合させ
た複合焼結体を切刃とする切削工具に関するものであ
る。 [従来技術] 従来、切削工具の切刃として立方晶窒化硼素やダイヤ
モンドまたは前記の混合物を主体としたものをバインダ
ーで結合した高硬度焼結体は、鋼または超硬合金などの
硬質物やロウ材との親和性が悪く、これを直接工具ホル
ダのチップ座へロウ付けできないため焼結時に前記高硬
度焼結体の一側面へ超硬合金や鋼あるいはサーメットな
どの硬質物を配置して焼結することによって該高硬度焼
結体と前記硬質物とを一体的に成形して該硬質物側をバ
イトホルダーのチップ座へ位置させたうえ前記硬質物側
と該チップ座面とをロウ付け固着した切削工具が用いら
れている。 [発明が解決しようとする問題点] しかし、上記したような高硬度複合焼結体の一側面の
みを工具ホルダーにロウ付け固着した工具は、金属の外
周削りや穴の拡大切削のような単純な切削に用いる場合
は、ロウ付け外れなどをおこすことも少ないが、これを
高硬度材料を高速度で穴あけする穿孔工具や難削材を高
速度で断続切削するエンドミルなどに適用すれば、前記
したようにロウ付け固着面が一側面のみであるため切削
時に強力な切削負荷や切屑詰りなどの不則の事故によっ
て工具自体に衝撃的な負荷が加えられたときに工具本体
のチップ座から該高硬度複合焼結体によって形成した切
刃が剥離する危険性が大であるという問題点を有するも
のである。 [発明の目的] 本発明は上記した問題点に鑑みなしたもので、難削材
や高硬度材を効果的に切削し、かつロウ付け強度が高い
ため過酷な切削条件下に用いても工具本体のチップ座か
ら該高硬度複合焼結体が剥離する危険性がきわめて少な
く、しかもドリルやエンドミルなど工具の中心部に切刃
を有し、この中心部分の低速切削領域においても切刃の
チッピングや欠損を防止できる靭性の高い切刃を配置
し、外周側の前記した中心部分に比べて切削速度が高く
なる部分においては耐摩耗性が格段に高い切刃を配する
ようにして高能率的に高硬度材料や難削材を切削できる
工具を提供することを目的とするものである。 [問題点を解決するための手段] 本発明は、前々記した問題点を下記する構成によって
解決したものである。 すなわち、立方晶窒化硼素またはダイヤモンドあるい
は、これらの混合物を30容量%以上含む高硬度焼結体
と、周期律表4a、5a、6a族遷移金属の炭化物、窒化物ま
たは炭窒化物の1種以上と、鉄、コバルト、ニッケル、
タングステンの1種以上からなる焼結硬質物とが結合さ
れた複合焼結体であって、該複合焼結体の中間部分と表
面部分の全部または中間部分と表面部の一部分に硬質物
を配置してなり、これを転削工具に用いたときに切刃を
含むすくい面側の大部分を高硬度焼結体で形成させ、回
転中心部分のすくい面を含む切刃を硬質物で形成させた
ものである。 [発明の作用] 本発明は、上記のような高硬度複合焼結体を回転切削
工具、特にドリルやエンドミルなどの切刃として前記工
具の鋼や超硬合金からなるシャンクに嵌合してロウ付け
すれば、そのロウ付け面は親和性が良好なもの同志がロ
ウ付け面となってロウ付け強度をきわめて高いものにす
る。 しかも、上記の如くロウ付けされた工具に切刃を形成
した場合、一例として第3図に示うように工具の中心部
分の低速切削領域における切刃は硬質物で形成される靭
性の高い切刃となり、また高速切削領域となる外周部を
切削する切刃は高硬度焼結体で形成されるから従来多く
見られた工具中心部分の切刃の欠損を防ぎながら高硬度
材や難削材を高能率的に切削できるようになる。 なお、該高硬度焼結体の立方晶窒化硼素またはダイヤ
モンドあるいは、これらの混合物の焼結体中に占める割
合は、容量で30〜98%が好適であり、これが30%を下廻
ると該焼結体の硬度の低下と切削時に切刃の摩耗が促進
するので好ましくない。また98%を越えると焼結性が悪
くなる。 また、高硬度焼結体と硬質物とからなる複合焼結体
は、該高硬度焼結体と該硬質物とが直接接合されたもの
であってもよいが、前記高硬度焼結体と硬質物との間に
ジルコニウム、チタニウム、鉄、コバルト、ニッケルな
どの金属または合金の厚さ0.01〜0.5mmの板状物を中間
層として介在させて接合させてもよい。 [実施例] 以下、添付した図面にもとづいて本発明の実施例を説
明する。 図は、いずれも本発明になるもので、第1図は高硬度
複合焼結体を切刃としたボールエンドミルの正面図であ
って、第2図は第1図の側面図、第3図は第1図の軸方
向先端視図、第4図は高硬度複合焼結体の断面図、第5
図は別の実施例による高硬度複合焼結体の断面図、第6
図はさらに別の実施例による高硬度複合焼結体の断面図
などである。 まず、第4図から第6図によって高硬度複合焼結体に
ついて説明する。 第4図に示したものは、中心部分を硬質物100、すな
わち、これは回転工具の中心部分の切刃を構成させるも
ので、靭性と耐摩耗性を向上させるために微粉末から形
成した超硬合金とし、その両側面に立方晶窒化硼素また
はダイヤモンドあるいは立方晶窒化硼素とダイヤモンド
を混合したものを主体とする高硬度焼結体200、200aを
配置し、この焼結体200、200aの面上に工具本体とロウ
付け性を向上させるためにコバルトの添加量を幾分多く
した超硬合金すなわち硬質物300、300aが全面に配され
ている。 第5図に示したものは、上記同様の硬質物100aの両側
面に該高硬度焼結体200b、200cを配し、この高硬度焼結
体の面上に該高硬度焼結体の一部を露呈させた状態で振
り分け的に前記同様の硬質物300b、300cが位置してい
る。 また、第6図に示したものは、微粒子から形成した硬
質物100bに該高硬度焼結体200d、200eを埋め込んだ状態
で、しかも振り分け的に構成させたものである。 以上のような高硬度複合焼結体A、B、Cの各面40
0、400a、400b、400c、400d、400eが工具本体のロウ付
け面に対応するロウ付け面となるものである。 なお、第4図に示したものは、工具の回転方向が時計
方向または反時計方向のどちらにも対応できるものが、
第5図および第6図に示したものは工具が反時計方向へ
回転するものとして、そのロウ付け面を設定したもので
あるが、工具が時計方向へ回転するものであれば上記図
の反対側へロウ付け面を位置させるものである。 上記した高硬度複合焼結体を工具にロウ付けした一例
として第1図から第3図によって以下に説明する。 図は、ボールエンドミルで本体1の端部には切屑排出
溝10、10aと焼結体Aの厚みに対応した開放的なスリッ
ト11、11aが設けられ、このスリット11、11aへ前記した
複合焼結体Aを嵌合させてスリットの面12、12aと焼結
体Aの面400、400aとをロウ付け固着する。 以上のように本体の端部へ焼結体Aをロウ付けしたも
のを機械加工によって中心部切刃13、13aならびに外周
側切刃14、14aを形成する。このとき切刃側の硬質物30
0、300aは研削除去されて中心部の切刃13、13aにおいて
は大部分が前記した靭性と耐摩耗性を有する硬質物の切
刃が露呈し、外周側の切刃14、14aは焼結体200、200aが
構成するものとなる。以上の結果すくい面15も上記とほ
ぼ同様の構成となるものである。 以上の実施例はボールエンドミルを例にして述べたが
本発明の技術的思想はドリルまたはエンドミルなど工具
の軸方向切削を可能とする回転式切削工具に応用できる
ものである。 [発明の効果] 本発明は、前々記した構成と、その作用によって、工
具本体の所定位置に立方晶窒化硼素やダイヤモンドまた
は立方晶窒化硼素とダイヤモンドの混合物を主体とする
高硬度焼結体と超硬合金などから形成した高硬度焼結体
の切刃が強力に、かつ正確にロウ付け固着できるのと同
時に、工具の軸中心部分の低速切削域を切削する切刃
は、高い靭性と耐摩耗性を有する硬質物の切刃となって
切削時にチッピングや刃欠損を防止しながら切削性をあ
げ、また高速切削域である工具の外周部分を切削する切
刃は、高硬度焼結体から形成されるので高硬度材や難削
材を効果的に切削する。 これらによって本発明になる工具は、長寿命で、しか
も高能率的な工具となったものである。
【図面の簡単な説明】 図はいずれも本発明になるもので、第1図は高硬度複合
焼結体を切刃としたボールエンドミルの正面図であっ
て、第2図は第1図の側面図、第3図は第1図の拡大し
た軸方向先端視図、第4図は高硬度複合焼結体の断面
図、第5図は別の実施例による高硬度複合焼結体の断面
図、第6図はさらに別の実施例になる高硬度複合焼結体
の断面図などである。 1……ボールエンドミル本体 11、11a……スリット 12、12a……スリット立面 A、B、C……高硬度複合焼結体 100、100a、100b……硬質物 200、200a、200b、200c、200d、200e……高硬度焼結体 300、300a、300b、300c……硬質物
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−34108(JP,A) 特開 昭60−44204(JP,A) 実開 昭62−181310(JP,U)

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.立方晶窒化硼素またはダイヤモンドあるいは、これ
    らの混合物を30容量%以上含む高硬度焼結体と、周期律
    表4a、5a、6a族遷移金属の炭化物、窒化物または炭窒化
    物の1種以上と、鉄、コバルト、ニッケル、タングステ
    ンの1種以上からなる焼結硬質物とが結合された複合焼
    結体であって、該複合焼結体の中間部分と両表面部の全
    部または中間部分と両表面部の一部に硬質物が配置され
    ると共に、中間部分における硬質物の両側に高硬度焼結
    体が配置されており、この複合焼結体の両表面部におけ
    る硬質物を介して切削工具の先端部にこの複合焼結体が
    取り付けられ、回転中心部分のすくい面を含む切刃が上
    記の中間部分の硬質物で形成されると共に、硬質物で形
    成された切刃と連続する両側のすくい面を含む切刃が高
    硬度焼結体で形成されてなることを特徴とする高硬度複
    合焼結体を切刃とする切削工具。
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