JPH0479775B2 - - Google Patents
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- JPH0479775B2 JPH0479775B2 JP58096728A JP9672883A JPH0479775B2 JP H0479775 B2 JPH0479775 B2 JP H0479775B2 JP 58096728 A JP58096728 A JP 58096728A JP 9672883 A JP9672883 A JP 9672883A JP H0479775 B2 JPH0479775 B2 JP H0479775B2
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
- B23P6/00—Restoring or reconditioning objects
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、所謂特殊鋼等の高硬度鋼材、一部の
超硬合金材、及びサーメツト等を含む一部のセラ
ミツクス材の如き高硬度材を切削及び研削加工す
る方法に関する。
超硬合金材、及びサーメツト等を含む一部のセラ
ミツクス材の如き高硬度材を切削及び研削加工す
る方法に関する。
セラミツクスは一般に熱伝導が悪いため、セラ
ミツクスを切削又は研削等加工する工具は、熱ア
タツク作用が大きく、工具の加工部、特に刃先近
傍の損傷が避けられず、かつその損傷が急速に生
ずると言う問題がある。又はセラミツクスには
種々のものがあるが、その融点は一般に高温で、
例えば1500〜2500℃前後の物が多い所、従来の金
属又は合金工具は金属が約1500℃程度以上の高温
域では強度が無い所から使用することができなか
つた。
ミツクスを切削又は研削等加工する工具は、熱ア
タツク作用が大きく、工具の加工部、特に刃先近
傍の損傷が避けられず、かつその損傷が急速に生
ずると言う問題がある。又はセラミツクスには
種々のものがあるが、その融点は一般に高温で、
例えば1500〜2500℃前後の物が多い所、従来の金
属又は合金工具は金属が約1500℃程度以上の高温
域では強度が無い所から使用することができなか
つた。
従つて、例えばサーメツト系やセラミツクス系
の工具が必要となるが、セラミツクスは前述の如
く熱伝導が悪く高温域での強度が問題となるた
め、例えば工具ホルダにセラミツクス・チツプを
取り付け固定したような工具では、セラミツクス
を加工するのには熱伝導が問題で、例えば熱伝導
の良い金属、合金の母材の端部等所要部分に、セ
ラミツクス・チツプ材の被覆層を形成したような
構成の工具が望まれていた。
の工具が必要となるが、セラミツクスは前述の如
く熱伝導が悪く高温域での強度が問題となるた
め、例えば工具ホルダにセラミツクス・チツプを
取り付け固定したような工具では、セラミツクス
を加工するのには熱伝導が問題で、例えば熱伝導
の良い金属、合金の母材の端部等所要部分に、セ
ラミツクス・チツプ材の被覆層を形成したような
構成の工具が望まれていた。
即ち、切削等の加工部刃先の温度は、通常被切
削セラミツクスの融点近傍の値となる訳であるか
ら、前記被覆層を形成するセラミツクス・チツプ
材が被加工物セラミツクスよりも高温強度が高け
れば良い訳で、更に好ましくは切刃部分以外の部
分に於ける摩擦抵抗が低い物質の被覆層として、
摩擦発熱を極力少なくすることが必要なものであ
る。
削セラミツクスの融点近傍の値となる訳であるか
ら、前記被覆層を形成するセラミツクス・チツプ
材が被加工物セラミツクスよりも高温強度が高け
れば良い訳で、更に好ましくは切刃部分以外の部
分に於ける摩擦抵抗が低い物質の被覆層として、
摩擦発熱を極力少なくすることが必要なものであ
る。
前述の如き目的を達成するために、工具又は工
具チツプの表面に約1〜100μm程度の厚さの金属
炭化物或いは金属窒化物等からなる高硬度砥粒膜
の被覆を形成した工具が所謂コーテイング工具、
又はコーテイング・チツプと呼ばれる金属加工用
工具として知られているが、コーテイング層が摩
耗すると該工具は急速に損耗するから、コーテイ
ング層の損耗により廃棄されるのが、通常であつ
た。
具チツプの表面に約1〜100μm程度の厚さの金属
炭化物或いは金属窒化物等からなる高硬度砥粒膜
の被覆を形成した工具が所謂コーテイング工具、
又はコーテイング・チツプと呼ばれる金属加工用
工具として知られているが、コーテイング層が摩
耗すると該工具は急速に損耗するから、コーテイ
ング層の損耗により廃棄されるのが、通常であつ
た。
このような従来の加工方法の問題点に鑑み、本
発明は、工具寿命の長寿命化を計り、延いては能
率の良い高硬度材の切削又は研削加工を可能とす
ることを目的とする。
発明は、工具寿命の長寿命化を計り、延いては能
率の良い高硬度材の切削又は研削加工を可能とす
ることを目的とする。
しかして、本発明は、工具母材の表面に金属又
は合金の層を取付け、該層の表面部に炭化又は窒
化層部を形成して切削又は研削工具として用いる
高硬度材の加工方法に於いて、高硬度材の加工に
よる前記炭化又は窒化層部の摩耗を検知して、若
しくは所定加工時間経過後に、前記金属又は合金
層の表面部を、切削又は研削工具を工具主軸に取
付けた状態で又は交換工具を収納する工具マガジ
ンの所定位置で、炭化又は窒化処理して前記炭化
又は窒化層部を回復させ、該回復処理した工具に
より更に加工を行なうようにしたことによつて前
記目的を達成する。
は合金の層を取付け、該層の表面部に炭化又は窒
化層部を形成して切削又は研削工具として用いる
高硬度材の加工方法に於いて、高硬度材の加工に
よる前記炭化又は窒化層部の摩耗を検知して、若
しくは所定加工時間経過後に、前記金属又は合金
層の表面部を、切削又は研削工具を工具主軸に取
付けた状態で又は交換工具を収納する工具マガジ
ンの所定位置で、炭化又は窒化処理して前記炭化
又は窒化層部を回復させ、該回復処理した工具に
より更に加工を行なうようにしたことによつて前
記目的を達成する。
図面により本発明を説明するに、第1図は本発
明の実施例説明図で、切削工具刃先部分の断面図
であり、1は工具母材で、鋼材等の鉄系合金から
成り、図示してないが工具刃先部分に対応する母
材先端部1aの内部に、必要に応じ冷却液の流通
孔を穿設したり、ヒートパイプの蒸発側先端が位
置するように穿孔挿設して強制冷却をする場合が
ある。2は前記母材の先端部1a周囲表面に予め
被覆するか取り付けたチタン又はタンタルの各金
属又は合金の、厚さ約0.5〜5mm程度の層で、前
記金属又は合金の焼結体の殻、電鋳殻、鋳造成形
体の殻等を溶接、焼き嵌め、又はクラツド等によ
り取り付けるか、先端部1a表面に直接に電気若
しくは無電解メツキ、溶射、又は所謂各種の蒸着
法により被覆、更に被覆後必要な処理をしたもの
で、該層2の表面には、通常予め少なくとも約数
10μm乃至数100μm程度の炭化又は窒化層2a、
例えば炭化チタンが被覆状に形成してある。
明の実施例説明図で、切削工具刃先部分の断面図
であり、1は工具母材で、鋼材等の鉄系合金から
成り、図示してないが工具刃先部分に対応する母
材先端部1aの内部に、必要に応じ冷却液の流通
孔を穿設したり、ヒートパイプの蒸発側先端が位
置するように穿孔挿設して強制冷却をする場合が
ある。2は前記母材の先端部1a周囲表面に予め
被覆するか取り付けたチタン又はタンタルの各金
属又は合金の、厚さ約0.5〜5mm程度の層で、前
記金属又は合金の焼結体の殻、電鋳殻、鋳造成形
体の殻等を溶接、焼き嵌め、又はクラツド等によ
り取り付けるか、先端部1a表面に直接に電気若
しくは無電解メツキ、溶射、又は所謂各種の蒸着
法により被覆、更に被覆後必要な処理をしたもの
で、該層2の表面には、通常予め少なくとも約数
10μm乃至数100μm程度の炭化又は窒化層2a、
例えば炭化チタンが被覆状に形成してある。
第2図は、工具母材1に対して取り付ける金属
又は合金層2の形状及び取り付け方の異なる実施
例の説明図で、前記チタン又はチタン合金の層2
が、図示の如く断面山形状、即ち円錐台状をした
チツプ体2′で、該チツプ体2′の外周表面に、例
えばチタンの炭化又は窒化層2aが形成してある
ことは前述第1図のものと同様で、母材1とチツ
プ体2′との取付結合が、母材1先端のビス状突
起1bと、該突起1bに対応する凹状雌ねじ2b
との螺合による取り付け、或いは更に接合面部3
に於ける電子ビーム溶接その他の溶接法により強
固に固定して成るものである。
又は合金層2の形状及び取り付け方の異なる実施
例の説明図で、前記チタン又はチタン合金の層2
が、図示の如く断面山形状、即ち円錐台状をした
チツプ体2′で、該チツプ体2′の外周表面に、例
えばチタンの炭化又は窒化層2aが形成してある
ことは前述第1図のものと同様で、母材1とチツ
プ体2′との取付結合が、母材1先端のビス状突
起1bと、該突起1bに対応する凹状雌ねじ2b
との螺合による取り付け、或いは更に接合面部3
に於ける電子ビーム溶接その他の溶接法により強
固に固定して成るものである。
しかして、高硬度鋼材やセラミツクス等の切
削、又は研削等の加工により前記炭化又は窒化層
2aは摩耗等して薄くなる訳で、これを切削又は
研削性能の低下等により適宜の検知手段で検知し
た後や、切削又は研削加工条件に応じた所定加工
時間経過後に、加工を継続しつつ、或いは加工を
一時中断して、又は工具交換等により工具が工具
貯蔵マガジンやステイシヨンに収納された機会
に、擦り減つた炭化又は窒化層2aを、金属又は
合金層2又はチツプ体2′の前記層2aに隣接す
る表面層部分の数10μm厚程度以下の部分を炭化
又は窒化させる処理により補修回復させるか、或
いは場合によつては上記炭化又は窒化と同一の炭
化物又は窒化物、例えばTiCをCVD法により被
覆して炭化又は窒化層2aを回復させる。
削、又は研削等の加工により前記炭化又は窒化層
2aは摩耗等して薄くなる訳で、これを切削又は
研削性能の低下等により適宜の検知手段で検知し
た後や、切削又は研削加工条件に応じた所定加工
時間経過後に、加工を継続しつつ、或いは加工を
一時中断して、又は工具交換等により工具が工具
貯蔵マガジンやステイシヨンに収納された機会
に、擦り減つた炭化又は窒化層2aを、金属又は
合金層2又はチツプ体2′の前記層2aに隣接す
る表面層部分の数10μm厚程度以下の部分を炭化
又は窒化させる処理により補修回復させるか、或
いは場合によつては上記炭化又は窒化と同一の炭
化物又は窒化物、例えばTiCをCVD法により被
覆して炭化又は窒化層2aを回復させる。
即ち、炭化又は窒化層2aの回復処理は、工具
を、切削又は研削機械装置の工具主軸に取付けた
ままの状態で、或いは工具マガジン等の位置に収
納した状態で行なわれ、第1図に示すように、気
体ノズル4から、炭化のためにはメタン(CH4)
等の遊離すべき炭素を成分として有する、又、窒
化のためにはアンモニア(NH3)等の遊離すべ
き窒素を成分として有するガス状体、或いは、こ
れ等成分を有する物質の微粒子を、不活性のキヤ
リアガスにより、好ましくは高温に加熱した状態
で、金属又は合金層2の表面に吹付けて、炭化又
は窒化雰囲気を形成すると共に、かかる炭化又は
窒化雰囲気中に於て、金属又は合金層2の表面部
に炭化又は窒化の反応拡散作用を生ぜしめるため
に、熱放射銃5からレーザ光線の熱線、マイクロ
ウエーブ等の電磁波、又はプラズマ等の放電が前
記層2の表面部に向けて放射され、当該放射部に
於て前記炭化又は窒化の反応拡散を生ぜしめて、
通常少なくとも約1μm厚以上数10μm程度の炭化
又は窒化層を形成させることにより、摩耗した炭
化又は窒化層2aを再生又は補修して回復させ
る。
を、切削又は研削機械装置の工具主軸に取付けた
ままの状態で、或いは工具マガジン等の位置に収
納した状態で行なわれ、第1図に示すように、気
体ノズル4から、炭化のためにはメタン(CH4)
等の遊離すべき炭素を成分として有する、又、窒
化のためにはアンモニア(NH3)等の遊離すべ
き窒素を成分として有するガス状体、或いは、こ
れ等成分を有する物質の微粒子を、不活性のキヤ
リアガスにより、好ましくは高温に加熱した状態
で、金属又は合金層2の表面に吹付けて、炭化又
は窒化雰囲気を形成すると共に、かかる炭化又は
窒化雰囲気中に於て、金属又は合金層2の表面部
に炭化又は窒化の反応拡散作用を生ぜしめるため
に、熱放射銃5からレーザ光線の熱線、マイクロ
ウエーブ等の電磁波、又はプラズマ等の放電が前
記層2の表面部に向けて放射され、当該放射部に
於て前記炭化又は窒化の反応拡散を生ぜしめて、
通常少なくとも約1μm厚以上数10μm程度の炭化
又は窒化層を形成させることにより、摩耗した炭
化又は窒化層2aを再生又は補修して回復させ
る。
しかして、上記の場合、炭化又は窒化のステイ
シヨンが工具マガジン等の内又は外等格別に設け
得る場合には、例えば炭化又は窒化雰囲気の減圧
室内に於けるグロー放電により約1〜5μm程度の
炭化又は窒化を行なうように構成しても良い。
シヨンが工具マガジン等の内又は外等格別に設け
得る場合には、例えば炭化又は窒化雰囲気の減圧
室内に於けるグロー放電により約1〜5μm程度の
炭化又は窒化を行なうように構成しても良い。
又上記第1図の場合、前述の如く金属又は合金
層2の表面全面に対して一度に炭化又は窒化処理
が行なえる訳ではなく、レーザ光線等の熱放射銃
5からの放射スポツト部に於て部分的に炭化又は
窒化反応が行なわれる訳であるから、これを層2
の表面の所望の部分に対して行なうには、工具母
材1を適宜の軸の廻りに制御回動させたり、母材
1の軸に直角方向の平面内に於て数値制御によつ
て位置決め移動させ得るように構成する外、気体
ノズル4と熱放射銃5との一方又は両方を制御首
振り可能に構成して、炭化又は窒化反応処理のス
ポツトを層2表面の所望の位置に順次に移動させ
て反応処理を行なわせるようにすれば良い。この
ようにすることにより、工具の切刃部及びその近
傍の、炭化又は窒化層2aの摩耗を補修、修復し
て切削又は研削加工を継続又は再開できるから、
工具寿命の長寿命化が可能で、一部のセラミツク
ス等の高硬度材の効率的な切削又は研削加工を可
能とする利点がある。
層2の表面全面に対して一度に炭化又は窒化処理
が行なえる訳ではなく、レーザ光線等の熱放射銃
5からの放射スポツト部に於て部分的に炭化又は
窒化反応が行なわれる訳であるから、これを層2
の表面の所望の部分に対して行なうには、工具母
材1を適宜の軸の廻りに制御回動させたり、母材
1の軸に直角方向の平面内に於て数値制御によつ
て位置決め移動させ得るように構成する外、気体
ノズル4と熱放射銃5との一方又は両方を制御首
振り可能に構成して、炭化又は窒化反応処理のス
ポツトを層2表面の所望の位置に順次に移動させ
て反応処理を行なわせるようにすれば良い。この
ようにすることにより、工具の切刃部及びその近
傍の、炭化又は窒化層2aの摩耗を補修、修復し
て切削又は研削加工を継続又は再開できるから、
工具寿命の長寿命化が可能で、一部のセラミツク
ス等の高硬度材の効率的な切削又は研削加工を可
能とする利点がある。
又例えば、チタンを塩化チタン、沃化チタン、
又は臭素化チタンとして供給すると共に、炭化又
は窒化ガスを供給して同時に介在せしめて炭化チ
タン又は窒化チタンの蒸着被覆を形成させること
ができるから、かかる場合には、切削又は研削チ
ツプとして炭化タングステン系、炭化チタン系、
又は炭化タンタル系等の超硬合金チツプを使用す
ることができる。
又は臭素化チタンとして供給すると共に、炭化又
は窒化ガスを供給して同時に介在せしめて炭化チ
タン又は窒化チタンの蒸着被覆を形成させること
ができるから、かかる場合には、切削又は研削チ
ツプとして炭化タングステン系、炭化チタン系、
又は炭化タンタル系等の超硬合金チツプを使用す
ることができる。
図面第1図は、本発明実施例の説明図で、第2
図は他の実施例の説明図である。 1……工具母材、2……金属又は合金層、2′
……金属又は合金チツプ体、2a……炭化又は窒
化層、4……気体ノズル、5……熱放射銃。
図は他の実施例の説明図である。 1……工具母材、2……金属又は合金層、2′
……金属又は合金チツプ体、2a……炭化又は窒
化層、4……気体ノズル、5……熱放射銃。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 工具母材の表面に金属又は合金の層を取付
け、該層の表面部に炭化又は窒化層部を形成して
切削又は研削工具として用いる高硬度材の加工方
法に於て、高硬度材の加工による前記炭化又は窒
化層部の摩耗を検知して、若しくは所定加工時間
経過後に、前記金属又は合金層の表面部を、切削
又は研削工具を工具主軸に取付けた状態で又は交
換工具を収納する工具マガジンの所定位置で、炭
化又は窒化処理して前記炭化又は窒化層部を回復
させ、該回復処理した工具により更に加工を行な
うことを特徴とする高硬度材の加工方法。 2 前記金属は合金が、チタン又はチタン合金で
ある特許請求の範囲第1項記載の高硬度材の加工
方法。 3 前記金属又は合金が、タンタル又はタンタル
合金である特許請求の範囲第1項記載の高硬度材
の加工方法。 4 前記金属又は合金の層が、焼結体、電鋳体、
又は鋳造体の殻を取付けたものである特許請求の
範囲第1項乃至第3項の何れか一に記載の高硬度
材の加工方法。 5 前記金属又は合金の層が、メツキ、溶射、又
は蒸着によつて取付けられたものである特許請求
の範囲第1項乃至第3項の何れか一に記載の高硬
度材の加工方法。 6 前記金属又は合金の層が、工具母材の先端に
取付けられた前記金属又は合金のチツプ体である
特許請求の範囲第1項乃至第3項の何れか一に記
載の高硬度材の加工方法。 7 前記金属又は合金の炭化又は窒化処理が、炭
化又は窒化雰囲気中に於けるレーザ光線、マイク
ロウエーブ、又はプラズマ熱放射により行なわれ
るものである特許請求の範囲第1項乃至第6項の
何れか一に記載の高硬度材の加工方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9672883A JPS59224221A (ja) | 1983-05-30 | 1983-05-30 | 高硬度材の加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9672883A JPS59224221A (ja) | 1983-05-30 | 1983-05-30 | 高硬度材の加工方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59224221A JPS59224221A (ja) | 1984-12-17 |
JPH0479775B2 true JPH0479775B2 (ja) | 1992-12-16 |
Family
ID=14172788
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9672883A Granted JPS59224221A (ja) | 1983-05-30 | 1983-05-30 | 高硬度材の加工方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59224221A (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5378682A (en) * | 1989-03-25 | 1995-01-03 | Hoechst Aktiengesellschaft | Dense superconducting bodies with preferred orientation |
PL233987B1 (pl) * | 2018-02-20 | 2019-12-31 | Politechnika Wroclawska | Sposób poprawy trwałości narzędzia kuźniczego poprzez modyfikację jego warstwy wierzchniej |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6110886Y2 (ja) * | 1979-04-24 | 1986-04-07 |
-
1983
- 1983-05-30 JP JP9672883A patent/JPS59224221A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS59224221A (ja) | 1984-12-17 |
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