JPH02237701A - 粉体物、切削インサート及びその製法 - Google Patents
粉体物、切削インサート及びその製法Info
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- JPH02237701A JPH02237701A JP1272792A JP27279289A JPH02237701A JP H02237701 A JPH02237701 A JP H02237701A JP 1272792 A JP1272792 A JP 1272792A JP 27279289 A JP27279289 A JP 27279289A JP H02237701 A JPH02237701 A JP H02237701A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は粉体物、切削インサート及びこのインサートの
製法に関する。
製法に関する。
こ＼にいう粉体物とは、バインダ材料と金属炭化物、金
属窒化物或いはセラミック材料の粉体から成るものをい
う。この粉体物は上面、下面及び上下面を結ぶ側面を含
むディスク形状物である。
属窒化物或いはセラミック材料の粉体から成るものをい
う。この粉体物は上面、下面及び上下面を結ぶ側面を含
むディスク形状物である。
この上面は各側面と鋭角度で以って交差するように配位
している。こ＼にいう切削インサートは二つの対立する
平坦面に対して概して直角な中心線を有する硬質材料か
ら成る。このインサートは一対の個半片から成る。こ＼
にいうインサート製法は上記粉体を圧縮成形し、その後
この圧縮粉体を焼結する工程を含む。
している。こ＼にいう切削インサートは二つの対立する
平坦面に対して概して直角な中心線を有する硬質材料か
ら成る。このインサートは一対の個半片から成る。こ＼
にいうインサート製法は上記粉体を圧縮成形し、その後
この圧縮粉体を焼結する工程を含む。
複雑なインサート外形の故に、二重正外形インサート、
即ち上下面が夫々隣接側面と鋭角度で交差している両面
使用インサートを加圧成形する従来のプレス工具を使用
することは実際上これまで不可能であった。この種の二
重正外形インサートが従来プレス工具で直接加圧される
ならば、粉体物を加圧後のプレス工具からの取出しは粉
体物を損わずには不可能である。ＦＲ−Ａ−１５２２９
５５ （フランス特許公報）では、焼結金属粉体製の二
個の部品を組立てる方法が開示されている。この先行技
術によれば、二部品が夫々適合する凸部と凹部を有して
おり、これらの凹凸部が可塑変形によって係止（ロック
）されるように一体にプレスされる。
即ち上下面が夫々隣接側面と鋭角度で交差している両面
使用インサートを加圧成形する従来のプレス工具を使用
することは実際上これまで不可能であった。この種の二
重正外形インサートが従来プレス工具で直接加圧される
ならば、粉体物を加圧後のプレス工具からの取出しは粉
体物を損わずには不可能である。ＦＲ−Ａ−１５２２９
５５ （フランス特許公報）では、焼結金属粉体製の二
個の部品を組立てる方法が開示されている。この先行技
術によれば、二部品が夫々適合する凸部と凹部を有して
おり、これらの凹凸部が可塑変形によって係止（ロック
）されるように一体にプレスされる。
これらの部品は形状は同じではなく、従ってプレス工具
としては二種の異なるものを使用せざるを得す、この事
がこの方法に時間を要するという問題点を生せしめる。
としては二種の異なるものを使用せざるを得す、この事
がこの方法に時間を要するという問題点を生せしめる。
この製造に時間を要するのは、上記理由に留まらず、プ
レス加工前に部品間に半田材を導入しなければならない
という事実からもいえる。しかも、この方法は硬質材料
の二個の粉体物を焼結前に組立てる（組合す）ことは、
この粉体物が脆性であることから、使用出来ない。また
可塑変形が材料に内部応力を生ぜしめ、この内部応力が
セメンテッドカーバイド製インサートの製造の場合、こ
のセメンテッドカーバイドにとって典型的な引張応力に
対する小さい抵抗の故に障害となる。
レス加工前に部品間に半田材を導入しなければならない
という事実からもいえる。しかも、この方法は硬質材料
の二個の粉体物を焼結前に組立てる（組合す）ことは、
この粉体物が脆性であることから、使用出来ない。また
可塑変形が材料に内部応力を生ぜしめ、この内部応力が
セメンテッドカーバイド製インサートの製造の場合、こ
のセメンテッドカーバイドにとって典型的な引張応力に
対する小さい抵抗の故に障害となる。
本発明の目的は、上記問題点に鑑み、容易に製作できる
粉体物を提供することにある。
粉体物を提供することにある。
本発明の第２の目的はインザート製作用のブランクとし
て有用な粉体物を提供することにある。
て有用な粉体物を提供することにある。
本発明の第３の目的は必要な逃げ面を固有する両面使用
インサートを提供することにある。
インサートを提供することにある。
本発明の第４の目的は複雑な外形の切削インサートの単
純な製法を提供することにある。
純な製法を提供することにある。
第１図と第２図はプレス工具（図示省略〉に詰込まれた
（コンパクト）後、焼結前の状態にある粉体物１０を示
している。この粉体物はバインダ金属と金属炭化物、金
属窒化物或いはセラミック材料から成る。この粉体物は
概してディスク形状で、円柱形或いは多角形のものであ
り、上面１１、下面１２及び少くとも上下面を結ぶ少く
とも１つの側面を含んで成るものである。上面１１は各
側面１３と鋭角度αで交差している。粉体物１０は中央
孔１４を有している。上面はデザインが自由に選定出来
る例えばチップフォーマ等の直接プレス加工されたプロ
フィルを含むことが出来る。下面１２は概して平坦であ
って図示例の場合、一対の凹部１５と凸部１６を含んで
成る。しかし、複対の凹部と凸部を設けても勿論よい。
（コンパクト）後、焼結前の状態にある粉体物１０を示
している。この粉体物はバインダ金属と金属炭化物、金
属窒化物或いはセラミック材料から成る。この粉体物は
概してディスク形状で、円柱形或いは多角形のものであ
り、上面１１、下面１２及び少くとも上下面を結ぶ少く
とも１つの側面を含んで成るものである。上面１１は各
側面１３と鋭角度αで交差している。粉体物１０は中央
孔１４を有している。上面はデザインが自由に選定出来
る例えばチップフォーマ等の直接プレス加工されたプロ
フィルを含むことが出来る。下面１２は概して平坦であ
って図示例の場合、一対の凹部１５と凸部１６を含んで
成る。しかし、複対の凹部と凸部を設けても勿論よい。
凹部１５は断面円形であるが、下面１２から上面１１に
進むに従って増大する直径を有している。凹部１５は粉
体物の肉厚ｔの１／４を越えない深さｄを有している。
進むに従って増大する直径を有している。凹部１５は粉
体物の肉厚ｔの１／４を越えない深さｄを有している。
凸部１６は凹部１５の断面を補完する断面であり得るが
、本例では下面１２から進むに従って直径が減少してい
る略多角形断面を有している。凸部１６は、従って円錐
台形になっている。凸部の下面からの高さｈは粉体物の
肉厚ｔの最大１／４であるが、凹部１５の深さｄより幾
分小さい。凸部１６は、下面１５に平行な断面上で見て
、対応する断面上の凹部１５の直径より小なる径の円に
配位する滑かに丸いコーナ部を有している。凹部１５と
凸部１６は粉体物１０の中心線を中心とする円Ｃ上に配
位している。円Ｃの半径Ｒは粉体物の標準内接円の半径
より大きい方が好ましい。菱形や四角形物等の四つのコ
ーナを有する粉体物にあっては、直線Ｌをこれが凸部１
６、凹部１５及び中心線ＣＬと交差するように線引きす
ることが出来る。
、本例では下面１２から進むに従って直径が減少してい
る略多角形断面を有している。凸部１６は、従って円錐
台形になっている。凸部の下面からの高さｈは粉体物の
肉厚ｔの最大１／４であるが、凹部１５の深さｄより幾
分小さい。凸部１６は、下面１５に平行な断面上で見て
、対応する断面上の凹部１５の直径より小なる径の円に
配位する滑かに丸いコーナ部を有している。凹部１５と
凸部１６は粉体物１０の中心線を中心とする円Ｃ上に配
位している。円Ｃの半径Ｒは粉体物の標準内接円の半径
より大きい方が好ましい。菱形や四角形物等の四つのコ
ーナを有する粉体物にあっては、直線Ｌをこれが凸部１
６、凹部１５及び中心線ＣＬと交差するように線引きす
ることが出来る。
三角形の粉体物にあっては、凹部と凸部を通るこの種直
線Ｌは中心線を通過しない。
線Ｌは中心線を通過しない。
粉体物は二種の方法で更に処理される。粉体物は焼結さ
れ、それにより対応する凹部と凸部を有する詰め金（シ
ムプレート）と共に用いてチップフォーミング工作に適
したものとすることが出来る。またこの粉体物は同一形
状の第２の粉体物と組合せて、一体物として焼結させる
ことも出来る。
れ、それにより対応する凹部と凸部を有する詰め金（シ
ムプレート）と共に用いてチップフォーミング工作に適
したものとすることが出来る。またこの粉体物は同一形
状の第２の粉体物と組合せて、一体物として焼結させる
ことも出来る。
本発明のインサート２０の製法は第１図〜第４Ｂ図を参
照して以下の通り実施される。従来プレスの圧縮室に先
ず粉体を充填する。この従来式プレスは負形状或いは単
純な正形状のインサートをプレス加工するためにのみ使
用するものである。プレスのパンチとダイは所望のプロ
フィルの裏返しプロフィルを有するものであり、これら
は粉体が圧縮されるように相対的に両者が接近するよう
に移動する。脆性粉体物１０は所望外形の粉体物に成形
されて従来の方法で圧縮室から取り出される。
照して以下の通り実施される。従来プレスの圧縮室に先
ず粉体を充填する。この従来式プレスは負形状或いは単
純な正形状のインサートをプレス加工するためにのみ使
用するものである。プレスのパンチとダイは所望のプロ
フィルの裏返しプロフィルを有するものであり、これら
は粉体が圧縮されるように相対的に両者が接近するよう
に移動する。脆性粉体物１０は所望外形の粉体物に成形
されて従来の方法で圧縮室から取り出される。
数秒間続くプレス加工を繰返し行って、二体の等しい粉
体物を得る。両粉体物１０の下面を対面させ、一方の粉
体物を他方の粉体物に対し相対的に１８０゜だけ下面の
配位する平面上で回転させ、それによって一方の凹部１
５が他方の凸部１６を一直線上に対面配位させる。それ
から両粉体物を移動させて凹部の壁と凸部のコーナ間に
線接触が生じるように凸部を凹部に受容させる、即ち両
粉体物の微小部分間の接触のみの状態になるように受容
させる。
体物を得る。両粉体物１０の下面を対面させ、一方の粉
体物を他方の粉体物に対し相対的に１８０゜だけ下面の
配位する平面上で回転させ、それによって一方の凹部１
５が他方の凸部１６を一直線上に対面配位させる。それ
から両粉体物を移動させて凹部の壁と凸部のコーナ間に
線接触が生じるように凸部を凹部に受容させる、即ち両
粉体物の微小部分間の接触のみの状態になるように受容
させる。
下面がこのようにして互いに接触したとき、得られた一
体の粉体物を加熱炉に入れて焼結する、即ち両粉体物の
下面及び凸部とこれに嵌合した凹部が金属結合する。
体の粉体物を加熱炉に入れて焼結する、即ち両粉体物の
下面及び凸部とこれに嵌合した凹部が金属結合する。
８〜１０％Ｃｏ＝３ 〜１０％ＴｉＣ ＋ＴａＣ ＋Ｎ
ｂｃ及び残部ＷＣから成るセメンテッドカーバイドはそ
の正常な焼結条件下で、即ち０．５〜２時間に亘り真空
下で１３５０°〜１５００℃の温度で焼結する。この方
法はインサート上下面２１．２２に向って夫々進むに従
って断面直径が減じ′ている締結孔を有する負形成イン
サートの製作を可能にす．ると共に、このインサートの
中のその中間平面上に流路（チアネル）システムを設け
ることができる。
ｂｃ及び残部ＷＣから成るセメンテッドカーバイドはそ
の正常な焼結条件下で、即ち０．５〜２時間に亘り真空
下で１３５０°〜１５００℃の温度で焼結する。この方
法はインサート上下面２１．２２に向って夫々進むに従
って断面直径が減じ′ている締結孔を有する負形成イン
サートの製作を可能にす．ると共に、このインサートの
中のその中間平面上に流路（チアネル）システムを設け
ることができる。
第３図〜第４８ｒＸｉは本発明に係わる完全焼結インサ
ート２０を示している。このインサート２０は組合され
て一体焼結された二個の等しい粉体物から成る。このイ
ンサートは上面２１と下面２２が夫々端縁面２３と鋭角
αで交差するように配位していることを意味する二重正
形インサートである。端縁面２３は平坦面か或いは非平
坦面である。このインサートはその中間平面Ｍに沿って
互いに金属結合した二個の等片体から成る。凸部１６の
高さｈが凹部１５の深さｄより約Ｑ．１ｍｍ小さいこと
から、凹部と凸部の間に遊びが生じている。この遊び２
４は焼結と関係して等片体の下面間における正確な面当
接を促進する。この遊び２４は機械応力及び／或いは熱
応力をミクロスケールで測定する電気回路等のセンサを
受容するためのチアネルを通じて端縁面２３に通じてい
る。
ート２０を示している。このインサート２０は組合され
て一体焼結された二個の等しい粉体物から成る。このイ
ンサートは上面２１と下面２２が夫々端縁面２３と鋭角
αで交差するように配位していることを意味する二重正
形インサートである。端縁面２３は平坦面か或いは非平
坦面である。このインサートはその中間平面Ｍに沿って
互いに金属結合した二個の等片体から成る。凸部１６の
高さｈが凹部１５の深さｄより約Ｑ．１ｍｍ小さいこと
から、凹部と凸部の間に遊びが生じている。この遊び２
４は焼結と関係して等片体の下面間における正確な面当
接を促進する。この遊び２４は機械応力及び／或いは熱
応力をミクロスケールで測定する電気回路等のセンサを
受容するためのチアネルを通じて端縁面２３に通じてい
る。
或いは、この種センサを収容するための特殊ボイドを中
間平面Ｍ上に設けてもよい。更に、冷却媒体の流路チア
ネルを粉体物１０の圧縮成形に関連して粉体物にスロッ
トを簡単に設けることが出来る。インサートには、中間
平面Ｍの方へ進むに従って凸状に減小する径の断面を有
する中央孔２５が中心軸ＣＬを中心にして設けてある。
間平面Ｍ上に設けてもよい。更に、冷却媒体の流路チア
ネルを粉体物１０の圧縮成形に関連して粉体物にスロッ
トを簡単に設けることが出来る。インサートには、中間
平面Ｍの方へ進むに従って凸状に減小する径の断面を有
する中央孔２５が中心軸ＣＬを中心にして設けてある。
或いは、この中央孔２５は第５図に示すように中間平面
の方へ進むに従って凹状に増大する径を有してもよい。
の方へ進むに従って凹状に増大する径を有してもよい。
以上のように、本発明は粉体物の焼結体と切削インサー
トを提供すると共に、この粉体物を類似の粉体物と共に
組合せて焼結し、二重正外形の使用を可能にしたチップ
フォーミング工作用のインサートとして使用する、斯一
るインサート製法を提供する。またこの製法は新に孔を
設けてこれに測定センサ等を収容して利用するという便
宜も可能にする。
トを提供すると共に、この粉体物を類似の粉体物と共に
組合せて焼結し、二重正外形の使用を可能にしたチップ
フォーミング工作用のインサートとして使用する、斯一
るインサート製法を提供する。またこの製法は新に孔を
設けてこれに測定センサ等を収容して利用するという便
宜も可能にする。
第１図〜第３図に示す下面に凸部と凹部を有する粉体圧
縮成形物（コンパクト）を四種の組成によって調製した
。同じ組成のコンパクトのもの２個を一対物として組合
せ、一体に実験炉に右いて次の条件下に焼結した。
縮成形物（コンパクト）を四種の組成によって調製した
。同じ組成のコンパクトのもの２個を一対物として組合
せ、一体に実験炉に右いて次の条件下に焼結した。
焼結条件
１４１０℃、１時間、真空
１４５０℃、１時間、真空
１４５０℃、１時間、真空
組成
１）８％ＣＯ、残部ＷＣ
２）９．５％Ｃｏ，３．５％ＴｉＣ＋ＴａＣ＋Ｎｂｃ３
）５５％ＣＯ、８．５％ＴｉＣ＋ＴａＣ＋Ｎｂｃ，残部
ＷＣ ４）１０％Ｃｏ， ６％ＴｉＣ＋Ｔ，ａＣ＋Ｎｂｃ ，
残部ＷＣ 焼結コンパクトのサンプルは切断され、研磨され、その
上で２個の焼結個片体間の遷移域を光学顕微鏡と走査電
子顕微鏡で研究した。遷移域は殆んど小孔の残留してい
ないコバルトバンドと判明した。
）５５％ＣＯ、８．５％ＴｉＣ＋ＴａＣ＋Ｎｂｃ，残部
ＷＣ ４）１０％Ｃｏ， ６％ＴｉＣ＋Ｔ，ａＣ＋Ｎｂｃ ，
残部ＷＣ 焼結コンパクトのサンプルは切断され、研磨され、その
上で２個の焼結個片体間の遷移域を光学顕微鏡と走査電
子顕微鏡で研究した。遷移域は殆んど小孔の残留してい
ないコバルトバンドと判明した。
あるケースでは、この遷移域は殆んど観測されなかった
。遷移域の１例は第６図に示してある。
。遷移域の１例は第６図に示してある。
１４５０℃、１時間、真空
第１図は本発明に係わる粉体物の断面図であり、第２図
の線１−Ｉにおける切断面図、第２図は第１図の粉体物
の底面図、第３図は本発明に係わるインサートの平面図
、第４図は第３図のインサートの１部断面側面図、第４
Ａ図と第４Ｂ図は夫々第４図のインサートの部分拡大断
面図、第５図は本発明の別の態様のインサートの側面説
明図、及び第６図は本発明に係わるインサートの１例に
おける焼結後の２個の等個片体間の遷移域を１０００倍
の倍率で示す図面に代る金属組織の顕微鏡写真である。 図において、 １０・・・粉体物、 １２・・・下面、 １４・・・中央孔、 １６・・・凸部、 ２１・・・上面、 ２３・・・端縁面、 ２５・・・中央孔。 １１・・・上面、 １３・・・側面、 １５・・・凹部、 ２０・・・インサート、 ２２・・・下面、 ２４・・・ボイド、 第 図 ｉ％４Ａ図 ｉ ４Ｂ図 マ オ７ 図 図面の浄書（内容に変更なし） Ｆ：ｌ．ｔ’７． ６ 手 続 補 正 書 （方式） ６．補正の対象 図 面 （猟ら亀） 平成２年 月 １ち 日
の線１−Ｉにおける切断面図、第２図は第１図の粉体物
の底面図、第３図は本発明に係わるインサートの平面図
、第４図は第３図のインサートの１部断面側面図、第４
Ａ図と第４Ｂ図は夫々第４図のインサートの部分拡大断
面図、第５図は本発明の別の態様のインサートの側面説
明図、及び第６図は本発明に係わるインサートの１例に
おける焼結後の２個の等個片体間の遷移域を１０００倍
の倍率で示す図面に代る金属組織の顕微鏡写真である。 図において、 １０・・・粉体物、 １２・・・下面、 １４・・・中央孔、 １６・・・凸部、 ２１・・・上面、 ２３・・・端縁面、 ２５・・・中央孔。 １１・・・上面、 １３・・・側面、 １５・・・凹部、 ２０・・・インサート、 ２２・・・下面、 ２４・・・ボイド、 第 図 ｉ％４Ａ図 ｉ ４Ｂ図 マ オ７ 図 図面の浄書（内容に変更なし） Ｆ：ｌ．ｔ’７． ６ 手 続 補 正 書 （方式） ６．補正の対象 図 面 （猟ら亀） 平成２年 月 １ち 日
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、バインダ金属及び少くとも金属炭化物、金属窒化物
或いはセラミック材料から成り、上面（１１）、下面（
１２）及び上下面を結ぶ少くとも１つの側面（１３）を
含む概略ディスク形状であって上面（１１）が側面（１
３）と鋭角度（α）で交差している、斯ゝる粉体物にお
いて、 下面（１２）が少くとも１組の凹部（１５）と凸部（１
６）を含み、粉体物の中心（ＣＬ）と一致する中心を有
する想像円上に分離配位していることを特徴とする粉体
物。 ２、凹部（１５）と凸部（１６）が下面（１２）に平行
な切断面上で異なる形状を有し、凹部（１５）及び凸部
（１６）の寸法が上面（１１）の方へ進むに従って夫々
減小し及び増大していることを特徴とする特許請求の範
囲第１項に記載の粉体物。 ３、凹部（１５）と凸部（１６）は下面（１２）に平行
な切断面上でのその形状が等しいか或いは補完的であり
、且つ凹部寸法と凸部寸法が上面（１１）の方へ進むに
従って増大していることを特徴とする特許請求の範囲第
１項に記載の粉体物。 ４、凹部（１５）、凸部（１６）及び粉体物中心（ＣＬ
）が共通の想像直線（Ｌ）上に配位していることを特徴
とする特許請求の範囲第１項〜第３項のいづれか１項に
記載の粉体物。 ５、凹部（１５）が下面（１２）に対して円形断面と深
さ（ｄ）を有し、凸部（１６）が下面（１２）に対して
高さ（ｈ）の円錐台形であり、該深さ（ｄ）が該高さ（
ｈ）より大きいことを特徴とする特許請求の範囲第１項
或いは第２項に記載の粉体物。 ６、対立する上面（２１）と下面（２２）がその間に配
位する端縁面（２３）と鋭角度（α）で以って交差する
ことにより形成された切刃を有し、両面使用されるチッ
プフォーミング工作用の硬質材製切削インサートにおい
て、 インサート（２０）が二個の等しい粉体物から構成され
、焼結により両粉体物が中間平面（Ｍ）に沿って金属結
合しており、且つインサート中心（ＣＬ）に対し偏位し
たボイド（２４）を有することを特徴とする切削インサ
ート。 ７、インサート（２０）は中央締結孔（２５）を有し、
その寸法が中間平面（Ｍ）の方へ進むに従って増大或い
は減小し、且つボイド（２４）が中間平面（Ｍ）の反対
側に分離配位していることを特徴とする特許請求の範囲
第６項に記載の切削インサート。 ８、ボイド（２４）にセンサを配設したことを特徴とす
る特許請求の範囲第７項に記載の切削インサート。 ９、ボイド（２４）がインサートのチァネル系と連通し
ていることを特徴とする特許請求の範囲第７項に記載の
切削インサート。 １０、パンチとダイを有し圧縮室を具備したプレスを用
い、少くとも１対の凹部と凸部を含む作用面を有するパ
ンチ或いはダイを準備し； 圧縮室に適量の粉体を充填し； 粉体を圧縮して、側面（１２）がパンチ或いはダイの形
状の裏返し形状にする、ことにより離間した凹部（１５
）と凸部（１６）を両部と圧縮粉体物の中心（ＣＬ）が
共通の想像直線（Ｌ）上に配位するように形成した斯ゝ
る粉体物（１０）を成形し； 粉体物を圧縮室から取り出し； 上記三工程を追加の粉体物の成形のために繰返し実行し
； 得られた両粉体物（１０）の凹部（１５）と凸部（１６
）を有する表面（１２）を対面させ、当該表面の配位す
る平面上で回動により、角変位させ； 一方の粉体物の凸部（１６）と他方の粉体物の凹部（１
５）を垂直線上に配位させて互いに当接させ； 得られた組合体の両粉体物を０．５〜２時間、真空下の
１３５０°〜１５００℃の焼結温度で加熱し；及び 焼結粉体物を冷却することを特徴とする、特許請求の範
囲第６項〜第９項のいづれか１項に記載の切削インサー
トの製法。
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