JP2877434B2 - Solid material cutting tool - Google Patents

Solid material cutting tool

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JP2877434B2
JP2877434B2 JP2105520A JP10552090A JP2877434B2 JP 2877434 B2 JP2877434 B2 JP 2877434B2 JP 2105520 A JP2105520 A JP 2105520A JP 10552090 A JP10552090 A JP 10552090A JP 2877434 B2 JP2877434 B2 JP 2877434B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は固形物材料の切削工具であって、工具本体と
セメンテッドカーバイドの切削植刃(インサート)を含
み、このインサートがろう付けで工具本体に固定確保さ
れている斯かる切削工具に関する。この発明は切削イン
サートにも関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a cutting tool made of a solid material, comprising a tool body and a cemented carbide cutting insert, which is fixedly secured to the tool body by brazing. It relates to a cutting tool. The invention also relates to a cutting insert.

本発明に関わる切削工具を、比較的硬質の固形物(ソ
リッド)材料、例えばサンドストーンの切削に用いたと
き、切削インサートは非常に大きな力を受け、この力が
回転動を生み出し、この運動が切削チップの特定表面部
分に引張応力を生ぜしめる。またこの回転動がろう接合
部に結果的に伝達される。
When the cutting tool according to the invention is used for cutting relatively hard solid materials, for example sandstone, the cutting insert is subjected to a very large force, which produces a rotational movement which is A tensile stress is generated on a specific surface portion of the cutting tip. Also, this rotational movement is consequently transmitted to the braze joint.

〔従来技術〕(Prior art)

高曲げ応力を受けるセメンテッドカーバイドの切削イ
ンサートは高タフネスを、即ち、基本的に圧縮応力を受
ける切削インサートに較べて低い硬度を有していなけれ
ばならない。鉱物・アスファルトの切削においては、比
較的高度の横の力が生じる。それ故に、比較的低硬質で
且つ高Co(コバルト)含有の切削インサートが鉱物・ア
スファルトの切削用に選定される。高Co含有はろう付け
応力を減じるのにも有益である。
Cemented carbide cutting inserts subjected to high bending stresses must have a high toughness, i.e., a lower hardness compared to cutting inserts which are basically subjected to compressive stresses. In cutting mineral and asphalt, relatively high lateral forces are generated. Therefore, cutting inserts of relatively low hardness and high Co (cobalt) content are selected for cutting mineral and asphalt. High Co content is also beneficial in reducing brazing stress.

上述切削インサートの摩耗抵抗は、結果的に低く、し
かも寿命に関して望ましいものではない。それ故に、鉱
物やアスファルト切削用には、多量のセメンテッドカー
バイドを有する大きな切削インサートを選定するのが一
般的である。このようにして、曲げ応力に対処し、工具
寿命をも許容出来る長さの寿命になるようにしている。
The wear resistance of the cutting inserts described above is consequently low and is not desirable with regard to service life. Therefore, it is common to select large cutting inserts with large amounts of cemented carbide for mineral and asphalt cutting. In this way, the bending stress is dealt with, and the life of the tool is made to be an acceptable length.

鉱物やアスファルト切削用の従来切削工具では、この
大容量切削インサートをスチール製の工具ブランクの中
に固定する。この構成では、切削インサートが過度に高
度な応力を受けることはない。しかし、このような設計
はインサートを囲むブランクのスチールが工作物の鉱物
やアスファルトに直ちに接触することを意味している。
特に、鉱物工作時に、鉱物とスチール間の接触が非常に
危険な事態(例えば、可燃性ガスを有する鉱山におい
て)を生み出す可能性のあるスパークを発生させる。セ
メンテッドカーバイド製インサートと鉱物の接触は正常
状態ではスパークを生じない。
In conventional cutting tools for cutting minerals and asphalt, this high-capacity cutting insert is fixed in a steel tool blank. In this configuration, the cutting insert is not subjected to excessively high stresses. However, such a design means that the blank steel surrounding the insert comes into immediate contact with the workpiece minerals and asphalt.
In particular, during mineral engineering, sparks can occur where contact between the mineral and the steel can create a very dangerous situation (eg, in mines with flammable gases). Contact between the cemented carbide insert and the mineral does not produce sparks under normal conditions.

鉱物やアスファルトを切削するセメンテッドカーバイ
ド製インサートが比較的大きな体積を有しているので、
工具それ自体も大きくなる。これはその工具を担持する
のに非常に強力な機械が必要になることを意味してい
る。
Since cemented carbide inserts for cutting minerals and asphalt have a relatively large volume,
The tool itself becomes larger. This means that a very powerful machine is needed to carry the tool.

上述のように、切削インサートに作用する回転動はろ
う接合部に伝達される。インサートと工具本体間の従来
のろう接合部は通常実質的に一定の肉厚である。これは
ろう接合部の外周部分が回転モーメントをよく吸収する
ことを意味している。
As mentioned above, the rotational movement acting on the cutting insert is transmitted to the braze joint. Conventional braze joints between the insert and the tool body are typically of substantially constant wall thickness. This means that the outer peripheral portion of the brazing joint absorbs the rotational moment well.

特に、鉱物切削では、技術的に切削可能材料と経済的
に切削可能材料とを問題にする。この技術的切削可能材
料とは切削作用によって工作出来る硬質材料であり、ま
た経済的切削可能材料とは他の方法よりも経済的に優れ
た切削作用によって工作出来る硬質材料である。
In particular, in mineral cutting, technically and economically cuttable materials are a problem. The technically machinable material is a hard material that can be machined by a cutting action, and the economically machinable material is a hard material that can be machined by a cutting action that is more economical than other methods.

〔発明の目的〕[Object of the invention]

本発明の目的は、鉱物やアスファルトの切削のために
切削に要するエネルギーが比較的小さくしかも高摩耗抵
抗を呈する斯ゝる工具と切削インサートを提供すること
にある。好ましい工具例はインサートに作用する回転モ
ーメントを積極的に吸収する度合が大きいろう接合部を
有している。その結果、一段と硬質な材料を経済的切削
可能なものと考えることが出来る。本発明の工具は工作
時にスパーク発生の回避度合が高いものである。
It is an object of the present invention to provide such a tool and a cutting insert which require relatively little energy for cutting mineral or asphalt and exhibit high wear resistance. A preferred example of the tool has a braze joint which has a high degree of active absorption of the rotational moment acting on the insert. As a result, harder materials can be considered as economically cuttable. The tool of the present invention has a high degree of avoidance of spark generation during machining.

〔発明の構成〕[Configuration of the invention]

本発明によれば、代表的には固形物材切削工具とし
て、支持面を有する工具本体(10)と、この支持面に乗
置させるための肩部及び概して円錐形尖端部を有する切
削インサートとを含み、当該インサートが該工具本体に
固定確保されるようになっている斯ゝる固形物材切削工
具において、 前記切削インサート(14)におけるその軸方向に見た
ときの中間部が該切削インサートの周囲の円周方向に延
在する環状凹部(18)を含み、該切削インサートがセメ
ンテッドカーバイドのコア(15)、当該コアを囲むセメ
ンテッドカーバイドの中間層(16)及びセメンテッドカ
ーバイドの表面層(17)を含んで成り、当該表面層、中
間層並びにコアが何れもWC(α相)をコバルト、ニッケ
ル及び鉄の少なくとも1種に基づくバインダ相(β相)
と併せて含有し、該コアが更にη相を含有し、該中間層
と該表面層にはη相は実質的に皆無であり、該表面層の
バインダ相含有量が該インサートにおける該バインダ相
の見掛含有量より少なく、該中間層のバインダ相含有量
が該インサートにおける該バインダ相の見掛含有量より
多いことを特徴とする固形物材切削工具が提供される。
In accordance with the present invention, there is provided a tool body (10) having a support surface, typically as a solid material cutting tool, and a cutting insert having a shoulder for resting on the support surface and a generally conical point. The solid material cutting tool, wherein the insert is fixedly secured to the tool main body, wherein the cutting insert (14) has an intermediate portion as viewed in the axial direction thereof. A circumferentially extending annular recess (18) around which the cutting insert comprises a cemented carbide core (15), a cemented carbide intermediate layer (16) surrounding the core and a cemented carbide surface layer (17). ), Wherein the surface layer, the intermediate layer and the core all comprise WC (α phase) and a binder phase (β phase) based on at least one of cobalt, nickel and iron.
, The core further contains an η phase, the intermediate layer and the surface layer are substantially free of an η phase, and the binder phase content of the surface layer is the binder phase in the insert. Wherein the binder phase content of the intermediate layer is greater than the apparent content of the binder phase in the insert.

なお、インサートコア(15)のη相含有量は2〜60vo
l.%が好ましく、インサート(14)のバインダ相の見掛
含有量は8〜20w.t.%であるのが好ましい。
The η phase content of the insert core (15) is 2 to 60 vo.
l.% is preferred, and the apparent content of the binder phase of the insert (14) is preferably 8 to 20 wt.%.

〔実施例〕〔Example〕

第1図において、切削ドラム10(部分的にのみ表示)
は多数のホルダ11を担持し、その各々が固体材料を切削
する工具12を支持している。切削ドラム10は矢印13で示
す方向に回転させられる。工具12が工作材料に係わると
き、工具12の切削インサート14が法線力FNと接線力FT
受ける。
In FIG. 1, a cutting drum 10 (only partially shown)
Carries a number of holders 11, each of which supports a tool 12 for cutting solid material. The cutting drum 10 is rotated in the direction indicated by the arrow 13. When the tool 12 is involved in work material, the cutting insert 14 of the tool 12 is subjected to a normal force F N and the tangential force F T.

非常に硬質な材料を工作する時には、法線力FNが接線
力FTより著しく大きくなる。この法線力FNは接線力FT
4倍までの大きさになり得る。この場合、インサート表
面の1部分が高度の引張応力を受けることが認識され
る。
When working on very hard materials, the normal force F N becomes significantly larger than the tangential force F T. This normal force F N can be up to four times the tangential force F T. In this case, it is recognized that a portion of the insert surface experiences a high degree of tensile stress.

この高引張応力に対処するためには、欧州特許第0182
759号と第0247985号に開示の特殊なセメンテッドカーバ
イドの使用が必要になる。それ故に、これら特許公報を
本発明の参考資料としてここに挙げる次第である。
To deal with this high tensile stress, EP 0182
The use of special cemented carbides as disclosed in 759 and 0247985 is required. Therefore, these patent publications are referred to herein as reference material of the present invention.

第3図に示す切削インサート14はエータ相含有セメン
テッドカーバイドのコア15を有している。このコア15は
エータ相の無い高コバルト含有セメンテッドカーバイド
の中間層16によって包囲されている。その上には表面層
17があり、これはη相(エータ相)の無い低コバルト含
有セメンテッドカーバイドから成る。インサート14はそ
の中間部位が環状の凹部18を形成している。
The cutting insert 14 shown in FIG. 3 has a core 15 of cemented carbide containing an eta phase. The core 15 is surrounded by an intermediate layer 16 of high cobalt containing cemented carbide without eta phase. There is a surface layer on it
17 which consist of low cobalt containing cemented carbide without η phase (eta phase). The insert 14 has an annular concave portion 18 at an intermediate portion thereof.

表面層の肉厚は中間層16の肉厚の0.8〜4倍、好まし
くは1〜3倍である。
The thickness of the surface layer is 0.8 to 4 times, preferably 1 to 3 times the thickness of the intermediate layer 16.

コア15と富コバルト中間層16は表面層17に比較して高
熱膨張性を有している。これは表面層17が高圧縮応力を
受けることを意味する。熱膨張性の違い、即ち表面層17
と残余のインサート部分の間のコバルト含有量の違い、
が大きくなればなるほど、表面層17の圧縮応力が大きく
なる。表面層17のバインダ相含有量はインサート14の見
掛バインダ相含有量の0.1〜0.9倍、好ましくは0.2〜0.7
倍である。中間層16のバインダ相含有量はインサート14
の見掛バインダ相含有量の1.2〜3倍、好ましくは1.4〜
2.5倍である。
The core 15 and the cobalt-rich intermediate layer 16 have a higher thermal expansion property than the surface layer 17. This means that the surface layer 17 receives a high compressive stress. Difference in thermal expansion, that is, surface layer 17
Difference in cobalt content between the and the remaining insert part,
The larger the value, the larger the compressive stress of the surface layer 17. The binder phase content of the surface layer 17 is 0.1 to 0.9 times the apparent binder phase content of the insert 14, preferably 0.2 to 0.7 times.
It is twice. The binder phase content of the mid layer 16
1.2 to 3 times, preferably 1.4 to 3 times the apparent binder phase content of
2.5 times.

上述の事項から、インサートの見掛コバルト含有量が
多いと表面層の圧縮応力が大きくなることが理解され
る。これは第4図のグラフに示されている。
From the above, it can be seen that the higher the apparent cobalt content of the insert, the greater the compressive stress of the surface layer. This is shown in the graph of FIG.

エータ(η)相含有セメンテッドカーバイドのコア15
が強靭で、硬質で且つ耐摩耗性であることは留意すべき
である。このコア15はエータ相が無く高コバルト含有の
中間層16とエータ相が無く高圧縮応力を受ける表面層17
との組合せで以って、鉱物やアスファルトの切削のため
に論じられた上述の諸要件を満す切削インサート14、即
ち比較的低切削力を要し、比較的高度の耐摩耗性を有す
る切削インサートを提供する。
Core of cemented carbide containing eta (η) phase 15
It should be noted that is tough, hard and wear-resistant. The core 15 is composed of an intermediate layer 16 having no eta phase and containing high cobalt and a surface layer 17 having no eta phase and receiving a high compressive stress.
A cutting insert 14 which meets the above-mentioned requirements discussed for the cutting of minerals and asphalt, i.e. a cutting which requires a relatively low cutting force and has a relatively high wear resistance. Provide inserts.

第5図のグラフは本発明に係わる切削インサートとこ
れと同じく15重量%の見掛コバルト含有量を有する標準
セメンテッドカーバイド製インサートの硬度分布を示し
ている。その測定はインサート表面から中心まで行われ
た。第5図から、本発明のインサート14は表面から約1.
5mmまで相対的に非常に高い硬度を有し、この表面層17
が低コバルト含有であることが理解される。中間層16は
高コバルト含有量を有し、比較的硬度が低い。コア15は
再び相対的に硬度が高くなる。
The graph of FIG. 5 shows the hardness distribution of the cutting insert according to the invention and of a standard cemented carbide insert, also having an apparent cobalt content of 15% by weight. The measurements were taken from the insert surface to the center. From FIG. 5, it can be seen that the insert 14 of the present invention is approximately 1.
It has a relatively high hardness up to 5 mm, and this surface layer 17
Have a low cobalt content. The mid layer 16 has a high cobalt content and a relatively low hardness. The hardness of the core 15 becomes relatively high again.

標準セメンテッドカーバイドの切削インサートは第5
図に示すように一定の硬度を有している。
Standard cemented carbide cutting insert is 5th
It has a certain hardness as shown in the figure.

三種の切削インサートに関し、切削長のパラメータに
対し摩耗のパラメータの試験を行った。その結果は第6
図に示される。
With respect to the three types of cutting inserts, the parameters of wear were tested against the parameters of cutting length. The result is the sixth
Shown in the figure.

タイプAの切削インサートは第3図に示す外形に設計
されているが、その材料は標準タイプのセメンテッドカ
ーバイドである。タイプBの切削インサートは鉱物切削
用の従来の外形に設計されている(第7図)。タイプC
の切削インサートは本発明に係わるインサート14、即ち
第3図に示す外形と構成のものである。
Type A cutting inserts are designed with the contours shown in FIG. 3, but are made of standard type cemented carbide. Type B cutting inserts are designed with a conventional profile for mineral cutting (FIG. 7). Type C
The cutting insert according to the present invention has the outer shape and configuration shown in FIG.

第7図から分かるように、インサートAは約190mの切
削長後に100%摩耗していた。インサートBは約375mの
切削長後に約80%摩耗していた。インサートCは約940m
の切削長後に約50%摩耗していた。この事実と共に、イ
ンサートAとCは80gの重量のものであるが、インサー
トBは150gの重量のものである、即ちインサートBはイ
ンサートAとCの各体積の2倍の体積を有していること
を指摘する。
As can be seen from FIG. 7, insert A had 100% wear after a cut length of about 190 m. Insert B was about 80% worn after a cutting length of about 375m. Insert C is about 940m
Was about 50% worn after cutting length. Along with this fact, inserts A and C weigh 80 g whereas insert B weighs 150 g, ie insert B has twice the volume of each of inserts A and C. Point out that.

当業者にとり、第7図の結果は非常な驚きである。鉱
物やアスファルト切削用の従来式切削インサートに較
べ、本発明の切削インサートは比較的大きな軸方向突起
(第2図)を有している。第3図に示すインサート組成
構造はインサートに作用する比較的大きな引張応力と曲
げモーメントに比較的大きなインサート軸方向突起によ
り対処することを可能にする。
For those skilled in the art, the results in FIG. 7 are very surprising. Compared to conventional cutting inserts for cutting minerals and asphalt, the cutting inserts according to the invention have relatively large axial projections (FIG. 2). The insert composition shown in FIG. 3 allows relatively large tensile stresses and bending moments acting on the insert to be accommodated by relatively large insert axial protrusions.

本発明工具のもう1つの利点は、従来工具に較べ切削
時にダストの発生が少い、即ち本発明インサートではイ
ンサートBに較べ切屑グレンサイズの分布が大きなグレ
ンサイズの方へシフトしていることである(第7図)。
その理由はインサートの高摩耗抵抗と外形の組合せにあ
る。
Another advantage of the tool of the present invention is that less dust is generated during cutting compared to the conventional tool, that is, the distribution of the chip grain size in the insert of the present invention is shifted to a larger grain size as compared to the insert B. (Fig. 7).
The reason lies in the combination of the high wear resistance of the insert and the outer shape.

第8図と第9図には、ろう接合部19の好ましい態様が
示されている。ろう接合部19は工具本体10とインサート
14の間に配位している。工具本体はインサート14を受容
する凹所20を有している。
FIGS. 8 and 9 show a preferred embodiment of the brazing joint 19. The brazing joint 19 is inserted into the tool body 10 and the insert
Coordinates between 14 The tool body has a recess 20 for receiving the insert 14.

実施例によれば、この凹所20は工具の長手中心軸線22
に直角な平面に配位する平坦底部21を有しており、しか
もこの凹所はこの底部21から工具本体10の外周の方へ延
長する円錐面部23を有している。この円錐面部23は軸線
22に関して対称である。凹所20は、更に工具の長手方向
に延長した環状面部24を有している。円錐面部23には、
環状溝が形成されている。この溝25は凹所20にインサー
ト14を固定するのに使用する。
According to the embodiment, this recess 20 is formed by a central longitudinal axis 22 of the tool.
The recess has a conical surface 23 extending from the bottom 21 toward the outer periphery of the tool body 10. This conical surface portion 23 has an axis
Symmetric about 22. The recess 20 further has an annular surface 24 extending in the longitudinal direction of the tool. In the conical surface part 23,
An annular groove is formed. This groove 25 is used to fix the insert 14 in the recess 20.

インサート14は、1実施例によれば、インサート装着
位置において凹所底面部21の上に配位するように設計し
た平坦底面26を有している。
The insert 14 has, according to one embodiment, a flat bottom surface 26 designed to be positioned over the recess bottom portion 21 in the insert mounting position.

切削インサート14は更にその円筒状外周面28まで底面
26から延長する円錐面部27を含んでいる。この外周面28
はインサート14の最大径を規定している。
The cutting insert 14 has a bottom surface up to its cylindrical outer peripheral surface 28.
Includes a conical surface portion 27 extending from 26. This outer peripheral surface 28
Defines the maximum diameter of the insert 14.

円錐面部27はインサート14の装着位置において溝25と
協働する間隔配置の多数のボタン29を具備している。こ
れらのボタン29と溝25はインサートがろう付けの行われ
る前に正しい位置に確実に着座させる。
The conical surface 27 comprises a number of spaced apart buttons 29 which cooperate with the grooves 25 in the mounting position of the insert 14. These buttons 29 and grooves 25 ensure that the insert is seated in the correct position before brazing is performed.

第8図に示すように、凹所20の円錐面部23とインサー
トの円錐面部27はその間に角度αを規定し、このαは2
゜〜4゜が好ましい。しかも両円錐面部23,27は工具外
周の方向においてその間隔が拡大され(発散)ている。
As shown in FIG. 8, the conical surface 23 of the recess 20 and the conical surface 27 of the insert define an angle .alpha.
{4} is preferred. Moreover, the interval between the two conical surface portions 23 and 27 is enlarged (diverged) in the direction of the tool outer periphery.

第9図から、底面21,26はこゝに開示の例においては
両者の間隔距離が小さい。
From FIG. 9, the distance between the bottom surfaces 21 and 26 is small in the example disclosed herein.

ろう付けを行う際には、工具本体10とインサート14は
第8図と第9図に示すように共軸的に配位している。即
ち、共通の長手軸線22を有している。
When brazing, the tool body 10 and the insert 14 are coaxially arranged as shown in FIGS. That is, they have a common longitudinal axis 22.

この状態でろう付けを行うが、それには銅基ろう合金
の使用が好ましい。また、真空ろう付法の使用も好まし
い。ろう接合部19の上面は第9図において30で表してい
る。
Brazing is performed in this state, and it is preferable to use a copper-based brazing alloy. It is also preferable to use a vacuum brazing method. The upper surface of the braze joint 19 is designated at 30 in FIG.

円錐面部23,27の挟角αにより、ろう接合部19は、工
具軸線を含む平面において、概してクサビ状断面を有し
ている。ろう接合部19の肉厚はインサート14の外周の方
へ進むに従って増大している。
Due to the included angle α between the conical surfaces 23, 27, the brazing joint 19 has a generally wedge-shaped cross section in a plane including the tool axis. The thickness of the braze joint 19 increases toward the outer periphery of the insert 14.

ろう接合部19の上述の設計は、円錐面部23,27間にあ
る接合部分全体がインサートに作用する回転モーメント
を吸収するのに有効である。ろう接合部19はその1側に
おいて引張力を受け、直径方向に見ての対抗側において
圧縮力を受ける。対処が最も困難な力は勿論引張力の方
である。
The above-described design of the braze joint 19 is effective in that the entire joint between the conical surfaces 23, 27 absorbs the rotational moment acting on the insert. The braze joint 19 receives a tensile force on one side and a compressive force on the diametrically opposite side. The most difficult force to deal with is, of course, the tensile force.

本発明に係わるろう接合部の機能を一言で述べるなら
ば、それは弾性スプリング31,32,33等の手段が多数働い
ているのと等価といえる。この場合、半径方向に見てろ
う接合部の外側にある部分が内側にある部分より一段と
大きく引張られたり/圧縮されたりする。等価スプリン
グ31〜33はその引張り/圧縮の度合が相違するとはい
え、スプリング長が異なることから実質的に同じ力を発
揮する。このことは第9図のグラフに示されている。こ
の図において、縦軸は力Fを表し、横軸は伸びEを表し
ている。第9図に示すろう接合部は回転モーメントMを
受ける。等価スプリング31〜33が、従来法によれば、グ
ラフ上負になるところの引張力を受ける。各スプリング
の引張力は同じであるが、伸びは異なる。勿論、この理
論は現実には完全には満足するものではないが、この原
理は重要である。
In a word, the function of the brazing joint according to the present invention can be said to be equivalent to a large number of means such as elastic springs 31, 32, 33 working. In this case, the outer part of the braze joint, viewed in the radial direction, is more strongly pulled / compressed than the inner part. Although the equivalent springs 31-33 have different degrees of tension / compression, they exert substantially the same force due to the different spring lengths. This is shown in the graph of FIG. In this figure, the vertical axis represents the force F and the horizontal axis represents the elongation E. The brazing joint shown in FIG. According to the conventional method, the equivalent springs 31 to 33 receive a pulling force which becomes negative on the graph. Each spring has the same tensile force, but different elongation. Of course, this theory is not entirely satisfactory in practice, but the principle is important.

ろう接合部の好ましい寸法例(これに限定されるもの
ではないが)によれば、接合部はスプリング31の領域に
おいて、0.7mm厚であり、スプリング33の領域において
0.3mm厚である。インサート14の直径は円筒外周面28で
測定して24mmである。
According to, but not limited to, preferred dimensions of the braze joint, the joint is 0.7 mm thick in the region of spring 31 and in the region of spring 33
0.3mm thick. The diameter of the insert 14 is 24 mm as measured on the outer peripheral surface 28 of the cylinder.

なお、上記ろう接合は本発明に係わる切削インサート
14との使用にのみ限定されてはいない。
In addition, the above-mentioned brazing is a cutting insert according to the present invention.
Not limited to use with 14.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は掘削機の切削ドラムを示す部分説明図、第2図
は切削ドラムに担持された工具の1部を示す拡大説明
図、第3図は本発明に係わる切削インサートの断面図、
第4図は表面層の圧縮応力のコバルト含有量による変動
を示すグラフ、第5図は本発明品と標準品の切削インサ
ートに関し表面からの距離と硬度の関係を示すグラフ、
第6図は種々の切削インサートの摩耗と切削長の関係を
示すグラフ、第7図はタイプBの切削インサートの頭部
を示す側面図、第8図は好ましい態様のろう接合部を有
する本発明に係わる工具を示す1部切欠き側面図、及び
第9図は第8図の拡大部分説明図である。 図において: 10……切削ドラム(工具本体)、11……ホルダ、 12……工具、14……切削インサート、 15……コア、16……中間層、 17……表面層、18……環状凹部、 19……ろう接合部、20……凹所、 21……平坦底部、22……中心軸、 23……円錐面部、24……環状面部、 25……溝、26……底面、 27……円錐面部、28……円筒外周面、 29……ボタン。
1 is a partial explanatory view showing a cutting drum of an excavator, FIG. 2 is an enlarged explanatory view showing a part of a tool carried on the cutting drum, FIG. 3 is a cross-sectional view of a cutting insert according to the present invention,
FIG. 4 is a graph showing the variation of the compressive stress of the surface layer due to the cobalt content, FIG. 5 is a graph showing the relationship between the distance from the surface and the hardness of the cutting insert of the present invention and the standard product,
FIG. 6 is a graph showing the relationship between wear and cutting length of various cutting inserts, FIG. 7 is a side view showing a head of a type B cutting insert, and FIG. 8 is a present invention having a brazed joint in a preferred embodiment. 9 is a partially cutaway side view showing a tool according to the present invention, and FIG. 9 is an enlarged partial explanatory view of FIG. In the figure: 10 ... cutting drum (tool body), 11 ... holder, 12 ... tool, 14 ... cutting insert, 15 ... core, 16 ... intermediate layer, 17 ... surface layer, 18 ... annular Concave part, 19 ... brazing joint, 20 ... concave part, 21 ... flat bottom part, 22 ... central axis, 23 ... conical surface part, 24 ... annular surface part, 25 ... groove, 26 ... bottom surface, 27 …… Conical surface part, 28 …… Cylinder outer surface, 29 …… Button.

フロントページの続き (72)発明者 ベングト アンデルス オースベルグ スウェーデン国,エス‐803 21 ゲー ブレ,エン.ケープマンガタン 42 エ ー (56)参考文献 特開 昭59−187475(JP,A) 特開 昭61−179846(JP,A) 特開 昭60−71106(JP,A) 特開 昭63−161288(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B23B 27/14 E21C 35/18 C22C 29/08 Continuation of the front page (72) Inventor Bengt Anders Ausberg Es-803 21 Gävle, En. Cape Mangatan 42 A (56) Reference JP-A-59-187475 (JP, A) JP-A-61-179846 (JP, A) JP-A-60-71106 (JP, A) JP-A 63-161288 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) B23B 27/14 E21C 35/18 C22C 29/08

Claims (18)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】固形物材切削工具として、支持面を有する
工具本体(10)と、この支持面に乗置させるための肩部
及び概して円錐形尖端部を有する切削インサートとを含
み、当該インサートが該工具本体に固定確保されるよう
になっている斯ゝる固形物材切削工具において、 前記切削インサート(14)におけるその軸方向に見たと
きの中間部が該切削インサートの周囲の円周方向に延在
する環状凹部(18)を含み、該切削インサートがセメン
テッドカーバイドのコア(15)、当該コアを囲むセメン
テッドカーバイドの中間層(16)及びセメンテッドカー
バイドの表面層(17)を含んで成り、当該表面層、中間
層並びにコアが何れもWC(α相)と、コバルト、ニッケ
ル及び鉄の少なくとも1種に基づくバインダ相(β相)
と、を併せて含有し、該コアが更にη相を含有し、該中
間層と該表面層とにはη相が実質的に皆無であり、該表
面層のバインダ相含有量が該インサートにおける該バイ
ンダ相の見掛含有量より少なく、該中間層のバインダ相
含有量が該インサートにおける該バインダ相の見掛含有
量より多いことを特徴とする固形物材切削工具。
1. A solid material cutting tool comprising a tool body (10) having a support surface, a cutting insert having a shoulder for resting on the support surface and a generally conical point. In such a solid material cutting tool, which is fixedly secured to the tool body, an intermediate portion of the cutting insert (14) when viewed in the axial direction is a circumference around the cutting insert. The cutting insert comprises a cemented carbide core (15), a cemented carbide intermediate layer (16) surrounding the core, and a cemented carbide surface layer (17). The surface layer, the intermediate layer and the core are all WC (α phase) and a binder phase (β phase) based on at least one of cobalt, nickel and iron
And the core further contains an η phase, the intermediate layer and the surface layer have substantially no η phase, and the binder phase content of the surface layer is in the insert. A solid material cutting tool wherein the apparent content of the binder phase is lower than the apparent content of the binder phase in the insert, and the binder phase content of the intermediate layer is higher than the apparent content of the binder phase in the insert.
【請求項2】該コアのη相含有量が2〜60vol.%であ
る、特許請求の範囲第1項に記載の固形物材切削工具。
2. The solid material cutting tool according to claim 1, wherein the η phase content of the core is 2 to 60 vol.%.
【請求項3】該バインダ相の見掛含有量が8〜20w.t.%
である、特許請求の範囲第1項に記載の固形物材切削工
具。
3. The binder phase having an apparent content of 8 to 20 wt.%.
The solid material cutting tool according to claim 1, wherein:
【請求項4】該表面層のバインダ相含有量が該インサー
トにおける該バインダ相の見掛含有量の0.1〜0.9倍であ
り、該中間層のバインダ相含有量が該インサートにおけ
る該バインダ相の見掛含有量の1.2〜3倍である、特許
請求の範囲第1項に記載の固形物材切削工具。
4. The binder layer content of the surface layer is 0.1 to 0.9 times the apparent content of the binder phase in the insert, and the binder phase content of the intermediate layer is the same as that of the binder phase in the insert. The solid material cutting tool according to claim 1, wherein the tool content is 1.2 to 3 times the hanging content.
【請求項5】該表面層のバインダ相含有量が該インサー
トにおける該バインダ相の見掛含有量の0.2〜0.7倍であ
り、該中間層のバインダ相含有量が該インサートにおけ
る該バインダ相の見掛含有量の1.4〜2.5倍である、特許
請求の範囲第4項に記載の固形物材切削工具。
5. The binder layer content of the surface layer is 0.2 to 0.7 times the apparent content of the binder phase in the insert, and the binder phase content of the intermediate layer is the apparent phase content of the binder phase in the insert. The solid material cutting tool according to claim 4, wherein the tool content is 1.4 to 2.5 times the hanging content.
【請求項6】該表面層の肉厚が該中間層の肉厚の0.8〜
4倍である、特許請求の範囲第1項に記載の固形物材切
削工具。
6. The thickness of the surface layer is from 0.8 to 0.8 of the thickness of the intermediate layer.
The solid material cutting tool according to claim 1, wherein the tool is quadrupled.
【請求項7】該表面層の肉厚が該中間層の肉厚の1〜3
倍である、特許請求の範囲第6項に記載の固形物材切削
工具。
7. The thickness of the surface layer is 1 to 3 of the thickness of the intermediate layer.
7. The solid material cutting tool according to claim 6, wherein the tool is doubled.
【請求項8】切削インサートが該工具本体にろう付けに
より固定確保されている、特許請求の範囲第1項に記載
の固形物材切削工具。
8. The solid material cutting tool according to claim 1, wherein the cutting insert is secured to the tool body by brazing.
【請求項9】インサート(14)と工具本体(12)の間の
ろう接合部(19)がインサート中心からインサート外周
へ向かう方向に進むに従って少なくとも部分的に増大し
ている肉厚を有する、特許請求の範囲第8項に記載の固
形物材切削工具。
9. The patent, wherein the braze joint (19) between the insert (14) and the tool body (12) has a wall thickness which at least partially increases in a direction from the center of the insert toward the outer periphery of the insert. The solid material cutting tool according to claim 8.
【請求項10】該ろう接合部が工具軸線を含む平面にお
いて概してクサビ状断面を有している、特許請求の範囲
第9項に記載の固形物材切削工具。
10. The solid material cutting tool according to claim 9, wherein said braze joint has a generally wedge-shaped cross section in a plane containing the tool axis.
【請求項11】工具本体(10)の支持面に固定確保され
るようになっているセメンテッドカーバイドの切削イン
サートであって、当該インサートが概して円錐形の尖端
部と該支持面に乗置させるようにした肩部とを有する斯
ゝる切削インサートにおいて、 前記切削インサート(14)におけるその軸方向に見たと
きの中間部が該切削インサートの周囲の円周方向に延在
する環状凹部(18)を含み、該切削インサートがセメン
テッドカーバイドのコア(15)、当該コアを囲むセメン
テッドカーバイドの中間層(16)及びセメンテッドカー
バイドの表面層(17)を含んで成り、当該表面層、中間
層並びにコアが何れもWC(α相)と、コバルト、ニッケ
ル及び鉄の少なくとも1種に基づくバインダ相(β相)
と、を併せて含有し、該コアが更にη相を含有し、該中
間層と該表面層とにはη相が実質的に皆無であり、該表
面層のバインダ相含有量が該インサートにおける該バイ
ンダ相の見掛含有量より少なく、該中間層のバインダ相
含有量が該インサートにおける該バインダ相の見掛含有
量より多いことを特徴とするセメンテッドカーバイドの
切削インサート。
11. A cemented carbide cutting insert adapted to be secured to a support surface of a tool body (10), wherein the insert rests on the generally conical point and the support surface. An annular recess (18) in which an intermediate portion of the cutting insert (14) when viewed in the axial direction extends circumferentially around the cutting insert. Wherein the cutting insert comprises a cemented carbide core (15), a cemented carbide intermediate layer (16) surrounding the core, and a cemented carbide surface layer (17), wherein the surface layer, the intermediate layer and the core are Both are WC (α phase) and binder phase (β phase) based on at least one of cobalt, nickel and iron
And the core further contains an η phase, the intermediate layer and the surface layer have substantially no η phase, and the binder phase content of the surface layer is in the insert. A cemented carbide cutting insert, wherein the apparent content of the binder phase is less than the apparent content of the binder phase in the insert, and the binder phase content of the intermediate layer is greater than the apparent content of the binder phase in the insert.
【請求項12】該コアのη相含有量が2〜60vol.%であ
る、特許請求の範囲第11項に記載の切削インサート。
12. The cutting insert according to claim 11, wherein the η phase content of the core is 2 to 60 vol.%.
【請求項13】該バインダ相の見掛含有量が8〜20w.t.
%である、特許請求の範囲第11項に記載の切削インサー
ト。
13. The binder phase having an apparent content of 8 to 20 w.t.
12. The cutting insert according to claim 11, which is%.
【請求項14】該表面層のバインダ相含有量が該インサ
ートにおける該バインダ相の見掛含有量の0.1〜0.9倍で
あり、該中間層のバインダ相含有量が該インサートにお
ける該バインダ相の見掛含有量の1.2〜3倍である、特
許請求の範囲第11項に記載の切削インサート。
14. The binder layer content of the surface layer is 0.1 to 0.9 times the apparent content of the binder phase in the insert, and the binder phase content of the intermediate layer is the content of the binder phase in the insert. 12. The cutting insert according to claim 11, wherein the cutting content is 1.2 to 3 times the hanging content.
【請求項15】該表面層のバインダ相含有量が該インサ
ートにおける該バインダ相の見掛含有量の0.2〜0.7倍で
あり、該中間層のバインダ相含有量が該インサートにお
ける該バインダ相の見掛含有量の1.4〜2.5倍である、特
許請求の範囲第14項に記載の切削インサート。
15. The binder layer content of the surface layer is 0.2 to 0.7 times the apparent content of the binder phase in the insert, and the binder phase content of the intermediate layer is the content of the binder phase in the insert. 15. The cutting insert according to claim 14, wherein the cutting content is 1.4 to 2.5 times the hanging content.
【請求項16】該表面層の肉厚が該中間層の肉厚の0.8
〜4倍である、特許請求の範囲第11項に記載の切削イン
サート。
16. The thickness of the surface layer is 0.8% of the thickness of the intermediate layer.
12. The cutting insert according to claim 11, wherein the cutting insert is up to 4 times.
【請求項17】該表面層の肉厚が該中間層の肉厚の1〜
3倍である、特許請求の範囲第16項に記載の切削インサ
ート。
17. The thickness of the surface layer is 1 to 1 of the thickness of the intermediate layer.
17. The cutting insert according to claim 16, wherein the cutting insert is tripled.
【請求項18】切削インサートが該工具本体にろう付け
により固定確保されている、特許請求の範囲第11項に記
載の切削インサート。
18. The cutting insert according to claim 11, wherein the cutting insert is secured to the tool body by brazing.
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