JP2877254B2 - 工具用高硬度複合焼結体 - Google Patents
工具用高硬度複合焼結体Info
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- JP2877254B2 JP2877254B2 JP29187989A JP29187989A JP2877254B2 JP 2877254 B2 JP2877254 B2 JP 2877254B2 JP 29187989 A JP29187989 A JP 29187989A JP 29187989 A JP29187989 A JP 29187989A JP 2877254 B2 JP2877254 B2 JP 2877254B2
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- composite sintered
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- cutting
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ダイヤモンドまたは立方晶系窒化硼素を含
む高硬度焼結体と超硬合金やサーメットなどの硬物質体
とを強固に接合させた工具用高硬度複合焼結体に関し、
特にエンドミルやドリルのような転削工具に用いて有用
な該焼結体に関するものである。
む高硬度焼結体と超硬合金やサーメットなどの硬物質体
とを強固に接合させた工具用高硬度複合焼結体に関し、
特にエンドミルやドリルのような転削工具に用いて有用
な該焼結体に関するものである。
［従来技術］ 従来、エンドミルやドリルなどの転削工具の回転中心
部の低速切削領域で切刃に欠損やチッピングが多発する
部分に超硬合金など靭性の高い材種から形成する切刃を
配し、外周側の切削速度が高くなる部分には耐摩耗性に
優れたダイヤモンドまたは立方晶系窒化硼素を含む高硬
度焼結体から形成する切刃を位置させるようにした複合
焼結体を用いるようにした技術が特開昭64−64701号公
報に開示されている。
部の低速切削領域で切刃に欠損やチッピングが多発する
部分に超硬合金など靭性の高い材種から形成する切刃を
配し、外周側の切削速度が高くなる部分には耐摩耗性に
優れたダイヤモンドまたは立方晶系窒化硼素を含む高硬
度焼結体から形成する切刃を位置させるようにした複合
焼結体を用いるようにした技術が特開昭64−64701号公
報に開示されている。
以上のような高硬度複合焼結体は、特公昭58−19428
号公報または特公昭62−60991号公報にみられるよう
に、高硬度焼結体と硬物質体の接合面の全面に板状物を
介在させている。
号公報または特公昭62−60991号公報にみられるよう
に、高硬度焼結体と硬物質体の接合面の全面に板状物を
介在させている。
つまり、本発明の添付図の第６図に示すように、接合
強度を高めるために高硬度焼結体100、100aの接合面10
1、101aと硬物質体200の接合面201、201aとの間の全面
にチタンまたはタンタルあるいはジルコニウムなどの金
属または合金の厚み0.01〜0.5mmの板状物300、300aを介
在させて前記高硬度焼結体と該硬物質体とを接合した高
硬度複合焼結体が用いられている。
強度を高めるために高硬度焼結体100、100aの接合面10
1、101aと硬物質体200の接合面201、201aとの間の全面
にチタンまたはタンタルあるいはジルコニウムなどの金
属または合金の厚み0.01〜0.5mmの板状物300、300aを介
在させて前記高硬度焼結体と該硬物質体とを接合した高
硬度複合焼結体が用いられている。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記したような従来の技術による高硬
度複合焼結体を工具の中心部に切刃を有するエンドミル
やドリルなどの転削工具に用いた場合、その切刃構成は
第３図に示したようなものとなる。
度複合焼結体を工具の中心部に切刃を有するエンドミル
やドリルなどの転削工具に用いた場合、その切刃構成は
第３図に示したようなものとなる。
すなわち、工具中心部Ｏを基準に形成する一対の中心
部切刃105、105aは、工具中心部の切刃を耐欠損性にす
ぐれた靭性の高い超硬合金などの硬物質体200、200aと
耐摩耗性にすぐれるダイヤモンドまたは立方晶系窒化硼
素を含む高硬度焼結体100、100aとの間に耐欠損性や耐
摩耗性が前記した硬物質体や高硬度焼結体に比べて低下
する板状物300、300aを有した中心部切刃105、105aが高
硬度焼結体100、100aからなる外周側切刃106、106aへと
連続されているような形態で切刃が形成されることにな
り、これが切削中において、前記板状物300、300aに切
削負荷および切屑の衝突などの作用によつて早期に該板
状物に摩耗またはエグレ現象をおこさせ、工具寿命を著
しく低下させているという問題点を有している。
部切刃105、105aは、工具中心部の切刃を耐欠損性にす
ぐれた靭性の高い超硬合金などの硬物質体200、200aと
耐摩耗性にすぐれるダイヤモンドまたは立方晶系窒化硼
素を含む高硬度焼結体100、100aとの間に耐欠損性や耐
摩耗性が前記した硬物質体や高硬度焼結体に比べて低下
する板状物300、300aを有した中心部切刃105、105aが高
硬度焼結体100、100aからなる外周側切刃106、106aへと
連続されているような形態で切刃が形成されることにな
り、これが切削中において、前記板状物300、300aに切
削負荷および切屑の衝突などの作用によつて早期に該板
状物に摩耗またはエグレ現象をおこさせ、工具寿命を著
しく低下させているという問題点を有している。
［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、エン
ドミルやドリルなどの転削工具に用いる高硬度複合焼結
体の前記高硬度焼結体と硬物質体との外周部分の接合部
を密接状態にして強固に接合し、この部分の前記した不
具合を解消させて工具寿命が大幅に延命できて、しかも
高能率的に切削できる転削工具に用いる高硬度複合焼結
体を提供することを目的とするものである。
ドミルやドリルなどの転削工具に用いる高硬度複合焼結
体の前記高硬度焼結体と硬物質体との外周部分の接合部
を密接状態にして強固に接合し、この部分の前記した不
具合を解消させて工具寿命が大幅に延命できて、しかも
高能率的に切削できる転削工具に用いる高硬度複合焼結
体を提供することを目的とするものである。
［課題を解決するための手段］ 本発明は、前々記した問題を下記する手段によつて解
決したものである。
決したものである。
つまり、ダイヤモンドまたは立方晶系窒化硼素を含む
高硬度焼結体と、周期律表4a、5a、6a族の炭化物、窒化
物、または炭窒化物の１種または２種以上とFe、Co、N
i、Ｗ、Crの１種または２種以上とからなる硬物質体と
を接合させた複合焼結体であつて、該複合焼結体の接合
部に厚み0.5mm以下のチタンまたはタンタルあるいはジ
ルコニウムの金属または合金板が中央部に配置され、そ
の外周部は前記焼結体と該硬物質体とを密接させた高硬
度複合焼結体を用いることによつて解決したものであ
る。
高硬度焼結体と、周期律表4a、5a、6a族の炭化物、窒化
物、または炭窒化物の１種または２種以上とFe、Co、N
i、Ｗ、Crの１種または２種以上とからなる硬物質体と
を接合させた複合焼結体であつて、該複合焼結体の接合
部に厚み0.5mm以下のチタンまたはタンタルあるいはジ
ルコニウムの金属または合金板が中央部に配置され、そ
の外周部は前記焼結体と該硬物質体とを密接させた高硬
度複合焼結体を用いることによつて解決したものであ
る。
［発明の作用］ 本発明は、前記した手段の高硬度複合焼結体をエンド
ミルやドリルなどの転削工具に用いる場合、第１図
（ａ）（ｂ）および第２図に示したボールエンドミルを
例にすると、シヤンクのチップ座に対応する側にある高
硬度焼結体を機械加工によつて取り除き、超硬合金など
からなる硬物質体の面とチップ座面とをロウ付けすれ
ば、そのロウ付け面同志は親和性が良好なものであるか
らロウ付け強度を大きく向上させるし、かつチタンやジ
ルコニウムまたはタンタルなどの金属あるいは合金など
の板状物を高硬度焼結体と硬物質体の中央部に介在させ
て接合させてあるため、その接合強度はきわめて高いも
のにする。しかも該複合体の外周部においては前記高硬
度焼結体と該硬物質体同志が密接状態となつているため
硬物質体からなる切刃と高硬度焼結体からなる切刃との
間に介在層である前記板状物の露出がないので、この部
分の摩耗や欠損がなくなり工具寿命を大幅に延ばすのと
高精度な切削を高能率的におこなえるものである。
ミルやドリルなどの転削工具に用いる場合、第１図
（ａ）（ｂ）および第２図に示したボールエンドミルを
例にすると、シヤンクのチップ座に対応する側にある高
硬度焼結体を機械加工によつて取り除き、超硬合金など
からなる硬物質体の面とチップ座面とをロウ付けすれ
ば、そのロウ付け面同志は親和性が良好なものであるか
らロウ付け強度を大きく向上させるし、かつチタンやジ
ルコニウムまたはタンタルなどの金属あるいは合金など
の板状物を高硬度焼結体と硬物質体の中央部に介在させ
て接合させてあるため、その接合強度はきわめて高いも
のにする。しかも該複合体の外周部においては前記高硬
度焼結体と該硬物質体同志が密接状態となつているため
硬物質体からなる切刃と高硬度焼結体からなる切刃との
間に介在層である前記板状物の露出がないので、この部
分の摩耗や欠損がなくなり工具寿命を大幅に延ばすのと
高精度な切削を高能率的におこなえるものである。
［実施例］ 以下、本発明の実施例を具体的に説明する。
まず、添付した図の第１図は本発明になる高硬度複合
焼結体を用いたボールエンドミルであつて、その（ａ）
は正面図、同（ｂ）は（ａ）の側面図、第２図は第１図
（ａ）の拡大底面図であり、第３図は従来の技術による
該ミルの拡大底面図、第４図は高硬度焼結体の説明的斜
視図であり、第５図は第４図をＡ−Ａ断面した本発明に
なる高硬度複合焼結体で、第６図は従来の高硬度複合焼
結体を断面した図などである。
焼結体を用いたボールエンドミルであつて、その（ａ）
は正面図、同（ｂ）は（ａ）の側面図、第２図は第１図
（ａ）の拡大底面図であり、第３図は従来の技術による
該ミルの拡大底面図、第４図は高硬度焼結体の説明的斜
視図であり、第５図は第４図をＡ−Ａ断面した本発明に
なる高硬度複合焼結体で、第６図は従来の高硬度複合焼
結体を断面した図などである。
本発明になる高硬度焼結体１、1aのうちダイヤモンド
を含むものは、60〜90体積％のダイヤモンド粉末にFe、
Co、Niなどの鉄族金属から１種以上の該粉末を加えたも
のをボールミルによつて充分に撹拌混合して焼結する。
を含むものは、60〜90体積％のダイヤモンド粉末にFe、
Co、Niなどの鉄族金属から１種以上の該粉末を加えたも
のをボールミルによつて充分に撹拌混合して焼結する。
また立方晶系窒化硼素の場合は、30〜70体積％の立方
晶系窒化硼素粉末にTi、Zr、Hf、Ta、Si、Ｗの窒化物、
炭化物または炭窒化物とAl2O3の１種の粉末または２種
以上の混合粉末を69〜16体積％と、Al、Fe、Co、Siのう
ち１種の粉末または２種以上の混合粉末を１〜15体積％
を混ぜたものを充分に撹拌混合して、その後、焼結によ
つて得るものである。
晶系窒化硼素粉末にTi、Zr、Hf、Ta、Si、Ｗの窒化物、
炭化物または炭窒化物とAl2O3の１種の粉末または２種
以上の混合粉末を69〜16体積％と、Al、Fe、Co、Siのう
ち１種の粉末または２種以上の混合粉末を１〜15体積％
を混ぜたものを充分に撹拌混合して、その後、焼結によ
つて得るものである。
以上のような高硬度焼結体を有する高硬度複合焼結体
10は第５図に示すように、超硬合金やセラミックスまた
はサーメットなどからなる硬物質体２に、チタンやジル
コニウムまたはタンタルなどの金属や合金の板状物３、
3aを介在層とて高硬度焼結体１、1aが強固に接合されて
いるものである。
10は第５図に示すように、超硬合金やセラミックスまた
はサーメットなどからなる硬物質体２に、チタンやジル
コニウムまたはタンタルなどの金属や合金の板状物３、
3aを介在層とて高硬度焼結体１、1aが強固に接合されて
いるものである。
また、介在層となる板状物３、3aは該複合焼結体の中
央部に位置させてあり、切刃が形成される外周部は高硬
度焼結体１、1aの接合面11、11aと硬物質体２の接合面2
1、21aとが密接したものとなつている。
央部に位置させてあり、切刃が形成される外周部は高硬
度焼結体１、1aの接合面11、11aと硬物質体２の接合面2
1、21aとが密接したものとなつている。
なお、板状物３、3aの厚みは、0.01〜0.5mm程度が適
当で、これが0.01mm未満であると接合効果を低下させる
のと境界部分にクラックの発生する危険性があり、0.5m
mを越えると、この焼結体の剛性が不足するようになり
該複合焼結体は欠損し易いものになる。
当で、これが0.01mm未満であると接合効果を低下させる
のと境界部分にクラックの発生する危険性があり、0.5m
mを越えると、この焼結体の剛性が不足するようになり
該複合焼結体は欠損し易いものになる。
実施例−１ 平均一次粒径３μのダイヤモンド粉末90体積％と、32
5メツシユ以下のCo粉末10体積％の混合粉末をボールミ
ルにて約35時間撹拌混合したものを原料とした。
5メツシユ以下のCo粉末10体積％の混合粉末をボールミ
ルにて約35時間撹拌混合したものを原料とした。
次に、ジルコニウム製の反応容器内に約0.6gの上記原
料を充填し、この上に厚み0.3mmで、直径が10mmのチタ
ン金属板を乗せ、さらに厚み2mmで、直径が17.2mmの超
硬合金からなる硬物質体２を置き、この上に上記と同様
の金属板を乗せてから約0.6gの前記原料を充填して反応
容器をセツトした。
料を充填し、この上に厚み0.3mmで、直径が10mmのチタ
ン金属板を乗せ、さらに厚み2mmで、直径が17.2mmの超
硬合金からなる硬物質体２を置き、この上に上記と同様
の金属板を乗せてから約0.6gの前記原料を充填して反応
容器をセツトした。
つゞいて、超高圧高温発生装置（ベルト型）を用い60
キロバール、1500℃で約30分間保持させて焼結してから
冷却し、圧力の除去をおこなつた。
キロバール、1500℃で約30分間保持させて焼結してから
冷却し、圧力の除去をおこなつた。
以上によつて得た高硬度複合焼結体10は、それぞれが
強固に接合され歪や反り、クラツクなどのないものであ
つた。
強固に接合され歪や反り、クラツクなどのないものであ
つた。
実施例−２ 平均一次粒径５μの立方晶系窒化硼素粉末を体積で75
％、平均一次粒径１μのAl2O3粉末を15体積％、325メツ
シユ以下のAl粉末を８体積％と、Si粉末２体積％からな
る混合粉末をボールミルで約50時間撹拌混合したものを
原料とした。
％、平均一次粒径１μのAl2O3粉末を15体積％、325メツ
シユ以下のAl粉末を８体積％と、Si粉末２体積％からな
る混合粉末をボールミルで約50時間撹拌混合したものを
原料とした。
つゞいて、チタン製反応容器内に約0.6gの上記原料を
充填し、この上に厚み0.1mmで直径が8mmのタンタル金属
板を乗せ、さらに厚み2.5mmで、直径が17.2mmの超硬合
金からなる硬物質体２を置き、この上に上記同様の金属
板を置いてから約0.6gの前記原料を充填して反応容器を
セツトした。
充填し、この上に厚み0.1mmで直径が8mmのタンタル金属
板を乗せ、さらに厚み2.5mmで、直径が17.2mmの超硬合
金からなる硬物質体２を置き、この上に上記同様の金属
板を置いてから約0.6gの前記原料を充填して反応容器を
セツトした。
次に、超高圧高温発生装置により上記反応容器に45キ
ロバール、1300℃の条件を約20分間保持させて焼結した
後、温度と圧力を除去した。
ロバール、1300℃の条件を約20分間保持させて焼結した
後、温度と圧力を除去した。
上記よつて得た高硬度複合焼結体10は、立方晶系窒化
硼素を含む高硬度焼結体１、1aと硬物質体２とは強固に
接合されており、その境界にはη相もなく、歪または反
り、クラツクなどもみられないものが得られた。
硼素を含む高硬度焼結体１、1aと硬物質体２とは強固に
接合されており、その境界にはη相もなく、歪または反
り、クラツクなどもみられないものが得られた。
上記のようにして得た高硬度複合焼結体10は、第１図
と第２図に示すように、シヤンク５の端部に設けたチッ
プ座51、51aに該焼結体をロウ付け固着するために該チ
ップ座側にある前記焼結体の高硬度焼結体１、1aを工作
機械によつて所望量取り除いて硬物質体２とチップ座5
1、51aとをロウ付け可能な状態にしたうえで、高硬度複
合焼結体10を該チップ座にロウ付け固着し、ついで、工
具中心Ｏを基準に中心部切刃53、53aならびに外周側切
刃54、54aおよび逃げ面55、55aなどを形成するものであ
る。
と第２図に示すように、シヤンク５の端部に設けたチッ
プ座51、51aに該焼結体をロウ付け固着するために該チ
ップ座側にある前記焼結体の高硬度焼結体１、1aを工作
機械によつて所望量取り除いて硬物質体２とチップ座5
1、51aとをロウ付け可能な状態にしたうえで、高硬度複
合焼結体10を該チップ座にロウ付け固着し、ついで、工
具中心Ｏを基準に中心部切刃53、53aならびに外周側切
刃54、54aおよび逃げ面55、55aなどを形成するものであ
る。
以上により、高硬度焼結体１、1aと硬物質体２、2aか
らなる中心部切刃53、53aの境界部には介在層である板
状物３、3aのない切刃が形成され、その切刃は耐摩耗性
や耐欠損性が高く、しかもエグレ現象などもおこさせな
いものとなる。なお、符号56、56aな切刃の回転方向前
方例に設けた切屑排出用のポケツトである。
らなる中心部切刃53、53aの境界部には介在層である板
状物３、3aのない切刃が形成され、その切刃は耐摩耗性
や耐欠損性が高く、しかもエグレ現象などもおこさせな
いものとなる。なお、符号56、56aな切刃の回転方向前
方例に設けた切屑排出用のポケツトである。
以上は、ボールエンドミルを例に説明したが、これを
ドリルまたはエンドミルなど転削工具であつて工具の中
心部まで切刃を有したものに適合できるものである。
ドリルまたはエンドミルなど転削工具であつて工具の中
心部まで切刃を有したものに適合できるものである。
［発明の効果］ 本発明は、以上に述べたような構成と作用とによつ
て、工具の中心部分を切削する靭性の高い硬物体からな
る切刃と、主に外周側を切削する耐摩耗性の高い高硬度
焼結体からなる切刃との間に耐摩耗性や耐欠損性が前記
切刃に比べて低下するチタンやタンタルまたはジルコニ
ウムの金属または合金の板状物の露出がないので該切刃
の寿命を大きく高めるのと、高硬度焼結体と硬物質体と
は前記板状物を該焼結体の中央部に配置させたことによ
つて、その接合強度を大幅に高め、高硬度焼結体と硬物
質体の剥離または欠損を防止する。
て、工具の中心部分を切削する靭性の高い硬物体からな
る切刃と、主に外周側を切削する耐摩耗性の高い高硬度
焼結体からなる切刃との間に耐摩耗性や耐欠損性が前記
切刃に比べて低下するチタンやタンタルまたはジルコニ
ウムの金属または合金の板状物の露出がないので該切刃
の寿命を大きく高めるのと、高硬度焼結体と硬物質体と
は前記板状物を該焼結体の中央部に配置させたことによ
つて、その接合強度を大幅に高め、高硬度焼結体と硬物
質体の剥離または欠損を防止する。
しかも、そのロウ付け面は親和性の良好なもの同志が
ロウ付けするようにしたから、ロウ付け強度は大きく向
上する。上記の相乗的効果は、難削材を高効率的に、か
つ高精度に切削できるようになり工具寿命も大きく延ば
すものとなつたものである。
ロウ付けするようにしたから、ロウ付け強度は大きく向
上する。上記の相乗的効果は、難削材を高効率的に、か
つ高精度に切削できるようになり工具寿命も大きく延ば
すものとなつたものである。
第１図は本発明になる高硬度複合焼結体を用いたボール
エンドミルで、その（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）の
側面図、第２図は第１図（ａ）を拡大した底面図、第３
図は従来技術による該ミルの底面図、第４図は高硬度複
合焼結体の説明的斜視図、第５図は第４図をＡ−Ａ断面
した本発明になる高硬度複合度焼結体、第６図は従来の
高硬度複合焼結体の断面図などである。 １、1a、100、100a……高硬度焼結体、２、200……硬物
質体、３、3a、300、300a……板状物、53、53a、105、1
05a……中心部切刃、54、54a、106、106a……外周側切
刃
エンドミルで、その（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）の
側面図、第２図は第１図（ａ）を拡大した底面図、第３
図は従来技術による該ミルの底面図、第４図は高硬度複
合焼結体の説明的斜視図、第５図は第４図をＡ−Ａ断面
した本発明になる高硬度複合度焼結体、第６図は従来の
高硬度複合焼結体の断面図などである。 １、1a、100、100a……高硬度焼結体、２、200……硬物
質体、３、3a、300、300a……板状物、53、53a、105、1
05a……中心部切刃、54、54a、106、106a……外周側切
刃
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−64703（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B23B 27/14
Claims (1)
- 【請求項１】ダイヤモンドまたは立方晶系窒化硼素を含
む高硬度焼結体と、周期律表4a、5a、6a族の炭化物、窒
化物、または炭窒化物の１種または２種以上とFe、Co、
Ni、Ｗ、Crの１種または２種以上とからなる硬物質体と
を接合させた複合焼結体であつて、該複合焼結体の接合
部に厚み0..5mm以下のチタンまたはタンタルあるいはジ
ルコニウムの金属または合金板が中央部に配置され、そ
の外周部は前記焼結体と該硬物質体とが密接されている
ことを特徴とする工具用高硬度複合焼結体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29187989A JP2877254B2 (ja) | 1989-11-09 | 1989-11-09 | 工具用高硬度複合焼結体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29187989A JP2877254B2 (ja) | 1989-11-09 | 1989-11-09 | 工具用高硬度複合焼結体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03154701A JPH03154701A (ja) | 1991-07-02 |
| JP2877254B2 true JP2877254B2 (ja) | 1999-03-31 |
Family
ID=17774625
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29187989A Expired - Lifetime JP2877254B2 (ja) | 1989-11-09 | 1989-11-09 | 工具用高硬度複合焼結体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2877254B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20200055125A1 (en) * | 2018-08-17 | 2020-02-20 | Star Cutter Company | Cutting tool with protected joint |
-
1989
- 1989-11-09 JP JP29187989A patent/JP2877254B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03154701A (ja) | 1991-07-02 |
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Legal Events
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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