JPH07103406B2 - 硬質部材にネジ穴を形成する方法 - Google Patents
硬質部材にネジ穴を形成する方法Info
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- JPH07103406B2 JPH07103406B2 JP16942387A JP16942387A JPH07103406B2 JP H07103406 B2 JPH07103406 B2 JP H07103406B2 JP 16942387 A JP16942387 A JP 16942387A JP 16942387 A JP16942387 A JP 16942387A JP H07103406 B2 JPH07103406 B2 JP H07103406B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、超硬ラインバ、超硬クランプロール、超硬
長尺ブレード、超硬ライナ等の硬質部材に、ネジ穴を形
成する方法に関するものである。
長尺ブレード、超硬ライナ等の硬質部材に、ネジ穴を形
成する方法に関するものである。
〔従来の技術〕 従来、超硬合金部材等の硬質部材にネジ穴を形成する方
法として、 （１） ネジ穴を形成した硬質部材の圧粉体を形成し、
上記圧粉体を焼結することによりネジ穴のある硬質部材
を形成する方法、 （２） 予めネジ溝のない穴を形成した硬質部材を作製
し、上記穴に切削可能な金属材料をろう付けにより埋め
込み接合し、上記埋め込まれた金属材料に機械加工を施
してネジ穴を形成する方法、 （３） 硬質部材に放電加工を施すことによりネジ穴を
形成する方法 等が知られている。
法として、 （１） ネジ穴を形成した硬質部材の圧粉体を形成し、
上記圧粉体を焼結することによりネジ穴のある硬質部材
を形成する方法、 （２） 予めネジ溝のない穴を形成した硬質部材を作製
し、上記穴に切削可能な金属材料をろう付けにより埋め
込み接合し、上記埋め込まれた金属材料に機械加工を施
してネジ穴を形成する方法、 （３） 硬質部材に放電加工を施すことによりネジ穴を
形成する方法 等が知られている。
上記（１）の従来方法で形成したネジ穴は、硬質部材の
焼結と同時に形成されるため、極めて精度が低く、一般
の機械部品のネジ穴として実用に供することは不可能で
ある。
焼結と同時に形成されるため、極めて精度が低く、一般
の機械部品のネジ穴として実用に供することは不可能で
ある。
また、上記（２）の従来方法で形成されたネジ穴は、切
削可能な金属材料を上記硬質部材の穴にろう付けすると
き、上記硬質部材にクラツクが発生することがあり、ま
た、あくまでもろう付けであるから、上記金属材料と硬
質部材との接合強度、特に高温における接合強度は弱い
という問題点があつた。
削可能な金属材料を上記硬質部材の穴にろう付けすると
き、上記硬質部材にクラツクが発生することがあり、ま
た、あくまでもろう付けであるから、上記金属材料と硬
質部材との接合強度、特に高温における接合強度は弱い
という問題点があつた。
さらに、上記（３）の従来方法は、精密なネジ穴を上記
硬質部材に形成することができるけれども、生産性が低
く、加工が難しいという問題点があつた。
硬質部材に形成することができるけれども、生産性が低
く、加工が難しいという問題点があつた。
そこで、本発明者等は、工業的に容易に加工することが
でき、しかも接合強度の強いネジ穴を硬質部材に形成す
べく研究を行なつた結果、 硬質部材の穴に、Cu粉末およびFe粉末からなる混合粉末
を充填して焼結体とし、上記焼結体にネジ穴加工を施し
てネジ穴を形成することにより簡単にしかも強度のある
ネジ穴を硬質部材に形成することができるという知見を
得たのである。
でき、しかも接合強度の強いネジ穴を硬質部材に形成す
べく研究を行なつた結果、 硬質部材の穴に、Cu粉末およびFe粉末からなる混合粉末
を充填して焼結体とし、上記焼結体にネジ穴加工を施し
てネジ穴を形成することにより簡単にしかも強度のある
ネジ穴を硬質部材に形成することができるという知見を
得たのである。
この発明は、かかる知見にもとづいてなされたものであ
つて、 硬質部材の穴に、Cu粉末:3〜30重量％、Fe粉末：残部か
らなる混合粉末を充填し、 上記混合粉末を、温度:1050〜1500℃で加熱することに
より焼結体とすると同時に、上記焼結体を上記硬質部材
の穴内壁に拡散接合せしめ、 上記穴内壁に拡散接合した焼結体にネジ穴加工を施す、
硬質部材にネジ穴を形成する方法に特徴を有するもので
ある。
つて、 硬質部材の穴に、Cu粉末:3〜30重量％、Fe粉末：残部か
らなる混合粉末を充填し、 上記混合粉末を、温度:1050〜1500℃で加熱することに
より焼結体とすると同時に、上記焼結体を上記硬質部材
の穴内壁に拡散接合せしめ、 上記穴内壁に拡散接合した焼結体にネジ穴加工を施す、
硬質部材にネジ穴を形成する方法に特徴を有するもので
ある。
上記混合粉末は、上記硬質部材の穴に充填し、プレスし
て圧粉体としてもよく、また、予め上記穴に間隙が生ず
ることなく充填できる形状および寸法の圧粉体に成形
し、この圧粉体を上記硬質部材の穴に充填してもよい。
て圧粉体としてもよく、また、予め上記穴に間隙が生ず
ることなく充填できる形状および寸法の圧粉体に成形
し、この圧粉体を上記硬質部材の穴に充填してもよい。
上記充填粉末の材料として、Cu粉末とFe粉末からなる混
合粉末を選んだ理由およびその混合粉末の焼結条件の限
定理由は、次の通りである。
合粉末を選んだ理由およびその混合粉末の焼結条件の限
定理由は、次の通りである。
上記CuとFeの混合粉末を上記硬質部材の穴内で焼結する
と、Cu粉末はFe粉末に拡散吸収されてCu粉末部分は空孔
となり、一方Fe粉末はCuを吸収しFe−Cu合金として膨張
する。したがつて、混合粉末の焼結体は、全体として体
積膨張し、多孔質体となる。上記硬質部材が穴内で体積
膨張することは、上記混合粉末が穴内壁を押圧しながら
焼結体となることであり、上記焼結体と穴内壁との間隙
を減少せしめ、拡散接合を強固なものとするのである。
と、Cu粉末はFe粉末に拡散吸収されてCu粉末部分は空孔
となり、一方Fe粉末はCuを吸収しFe−Cu合金として膨張
する。したがつて、混合粉末の焼結体は、全体として体
積膨張し、多孔質体となる。上記硬質部材が穴内で体積
膨張することは、上記混合粉末が穴内壁を押圧しながら
焼結体となることであり、上記焼結体と穴内壁との間隙
を減少せしめ、拡散接合を強固なものとするのである。
上記焼結体の体積膨張率は、0.2％〜15％が適当で、体
積膨張率が0.2％未満では体積膨張による硬質部材との
拡散接合強度の改善効果が薄く、15％を越えて体積膨張
を生じさせるとFe−Cu基焼結体の空隙率が15％を越える
ことになり、焼結体の強度低下が著しくなる。
積膨張率が0.2％未満では体積膨張による硬質部材との
拡散接合強度の改善効果が薄く、15％を越えて体積膨張
を生じさせるとFe−Cu基焼結体の空隙率が15％を越える
ことになり、焼結体の強度低下が著しくなる。
上記体積膨張率を得るためには、Cu粉末:3〜30重量％、
Fe粉末：残部からなる混合粉末を用いる必要があり、Cu
粉末の量が３重量％未満では焼結体の体積膨張が十分で
なく、一方、30重量％を越えると焼結体の空隙率が15％
を越え、Cuの硬質部材への移動量も多くなるので硬質部
材の強度低下が著しくなる。
Fe粉末：残部からなる混合粉末を用いる必要があり、Cu
粉末の量が３重量％未満では焼結体の体積膨張が十分で
なく、一方、30重量％を越えると焼結体の空隙率が15％
を越え、Cuの硬質部材への移動量も多くなるので硬質部
材の強度低下が著しくなる。
さらに、この時の焼結温度は、1050〜1500℃の範囲内で
なければならない。焼結温度が1050℃未満ではCu粉末の
Fe粉末への拡散が不十分でありFe−Cu焼結体が所望の体
積膨張を生じないために硬質部材との拡散接合が不十分
となり、一方、焼結温度が1500℃を越えるとCuの硬質部
材への拡散が著しく硬質部材の強度低下が著しくなるの
で好ましくない。
なければならない。焼結温度が1050℃未満ではCu粉末の
Fe粉末への拡散が不十分でありFe−Cu焼結体が所望の体
積膨張を生じないために硬質部材との拡散接合が不十分
となり、一方、焼結温度が1500℃を越えるとCuの硬質部
材への拡散が著しく硬質部材の強度低下が著しくなるの
で好ましくない。
つぎに、この発明を実施例にもとづいて具体的に説明す
る。
る。
実施例１ 平均粒径:2.0μｍのWC粉末および平均粒径:2.0μｍのCo
粉末を用意し、 WC粉末:10重量％、 Co粉末：残部、 の混合組成となるように配合し調整した。
粉末を用意し、 WC粉末:10重量％、 Co粉末：残部、 の混合組成となるように配合し調整した。
上記調整した10重量％WC−Co粉末を、20kg/mm2の単位圧
で静水圧プレスし、0.1Torrの真空雰囲気中で、温度:60
0℃、１時間保持の条件で予備焼結した。上記予備焼結
した予備焼結体を機械加工により、たて:20mm×横:20mm
×高さ:5mmの予備焼結体を作製し、さらに、上記予備焼
結体に、直径:6mm、深さ:5mmの穴を４個設けた。このよ
うにして作製した予備焼結体を、0.1Torrの真空雰囲気
中で、温度:1400℃、１時間保存の条件で焼結した。得
られた焼結体（以下、この焼結体を超硬合金素材とい
う）は、理論密度の99.9％で、その形状は第１図に示さ
れている。
で静水圧プレスし、0.1Torrの真空雰囲気中で、温度:60
0℃、１時間保持の条件で予備焼結した。上記予備焼結
した予備焼結体を機械加工により、たて:20mm×横:20mm
×高さ:5mmの予備焼結体を作製し、さらに、上記予備焼
結体に、直径:6mm、深さ:5mmの穴を４個設けた。このよ
うにして作製した予備焼結体を、0.1Torrの真空雰囲気
中で、温度:1400℃、１時間保存の条件で焼結した。得
られた焼結体（以下、この焼結体を超硬合金素材とい
う）は、理論密度の99.9％で、その形状は第１図に示さ
れている。
上記第１図は、超硬合金素材の斜視図であり、１は超硬
合金素材、２は穴である。
合金素材、２は穴である。
ついで、平均粒径:5.0μｍのFe粉末および平均粒径:5.0
μｍのCu粉末を用意し、 Cu粉末:20重量％、 Fe粉末：残部、 の混合組成となるように配合し、乾式で混合し、得られ
た混合粉末を圧力:20kg/mm2の単位圧で静水圧プレス
し、直径:5.90mm、高さ:5mmの圧粉体に加工し、上記超
硬合金素材１の４個の穴２に埋め込み、複合体を作製し
た。
μｍのCu粉末を用意し、 Cu粉末:20重量％、 Fe粉末：残部、 の混合組成となるように配合し、乾式で混合し、得られ
た混合粉末を圧力:20kg/mm2の単位圧で静水圧プレス
し、直径:5.90mm、高さ:5mmの圧粉体に加工し、上記超
硬合金素材１の４個の穴２に埋め込み、複合体を作製し
た。
上記複合体を、0.1Torrの真空雰囲気中で、温度:1200
℃、１時間保持の条件で加熱処理を施し、上記超硬合金
素材１の４個所の穴２にFe−20重量％Cu焼結体が埋め込
まれた複合焼結体を作製した。
℃、１時間保持の条件で加熱処理を施し、上記超硬合金
素材１の４個所の穴２にFe−20重量％Cu焼結体が埋め込
まれた複合焼結体を作製した。
上記複合焼結体における超硬合金素材１と穴２に埋め込
まれたFe−20重量％Cu焼結体との接合面を調べたとこ
ろ、穴の円周方向に空隙は認められず、上記穴の外周に
幅：約10μｍの超硬合金中へのCuの拡散層が認められ
た。上記埋め込まれた焼結体に直径:3mmのドリルで深
さ:3mmの穴加工を施し、タツプ加工を施してネジ穴を形
成したところ、接合部のはがれ現像は認められず、接合
部の接合強度を調べたところ、70kg/mm2の剪断強度が得
られた。
まれたFe−20重量％Cu焼結体との接合面を調べたとこ
ろ、穴の円周方向に空隙は認められず、上記穴の外周に
幅：約10μｍの超硬合金中へのCuの拡散層が認められ
た。上記埋め込まれた焼結体に直径:3mmのドリルで深
さ:3mmの穴加工を施し、タツプ加工を施してネジ穴を形
成したところ、接合部のはがれ現像は認められず、接合
部の接合強度を調べたところ、70kg/mm2の剪断強度が得
られた。
なお、上記予備焼結体の穴に、上記Fe−20重量％Cu圧粉
体を埋め込み、上記予備焼結体を焼結すると同時に上記
Fe−20重量％Cu圧粉体も焼結することは可能である。
体を埋め込み、上記予備焼結体を焼結すると同時に上記
Fe−20重量％Cu圧粉体も焼結することは可能である。
実施例２ 平均粒径:2.0μｍのWC粉末、Co粉末、NbC粉末、TaC粉末
およびTiC粉末をそれぞれ用意し、これらの粉末を、 Co粉末:7重量％、 TiC粉末:2重量％、 TaC粉末:2重量％、 NbC粉末:1重量％、 WC粉末：残部 となるように配合して混合し、焼結温度を1300℃とした
外は実施例１と同一の方法で超硬合金素材１を作製し
た。得られた超硬合金素材は理論密度の93％であり、そ
の形状は第１図に示されている。
およびTiC粉末をそれぞれ用意し、これらの粉末を、 Co粉末:7重量％、 TiC粉末:2重量％、 TaC粉末:2重量％、 NbC粉末:1重量％、 WC粉末：残部 となるように配合して混合し、焼結温度を1300℃とした
外は実施例１と同一の方法で超硬合金素材１を作製し
た。得られた超硬合金素材は理論密度の93％であり、そ
の形状は第１図に示されている。
つぎに、平均粒径:5.0μｍのFe粉末および平均粒径:5.0
μｍのCu粉末を用意し、 Cu粉末:25重量％、 Fe粉末：残部、 の混合組成となるように配合し、乾式で混合し、得られ
た混合粉末を圧力:30kg/mm2の単位圧で静水圧プレス
し、直径:5.87mm、高さ:5mmの圧粉体を得た。上記圧粉
体を上記第１図に示された形状の超硬合金素材１の４個
の穴２に埋め込み、複合体を作製した。
μｍのCu粉末を用意し、 Cu粉末:25重量％、 Fe粉末：残部、 の混合組成となるように配合し、乾式で混合し、得られ
た混合粉末を圧力:30kg/mm2の単位圧で静水圧プレス
し、直径:5.87mm、高さ:5mmの圧粉体を得た。上記圧粉
体を上記第１図に示された形状の超硬合金素材１の４個
の穴２に埋め込み、複合体を作製した。
上記複合体を、0.1Torrの真空雰囲気中で、温度:1450
℃、１時間保存の条件で加熱処理を施し、超硬合金素材
１の４個の穴２にFe−25重量％Cu焼結体が埋め込まれた
複合焼結体を作製した。
℃、１時間保存の条件で加熱処理を施し、超硬合金素材
１の４個の穴２にFe−25重量％Cu焼結体が埋め込まれた
複合焼結体を作製した。
上記複合焼結体の穴２の接合面を調べたところFe−25重
量％Cu焼結体と穴の円周とは99.8％の割合で接合されて
おり、その接合強度を調べたところ80kg/mm2の剪断強度
が得られた。
量％Cu焼結体と穴の円周とは99.8％の割合で接合されて
おり、その接合強度を調べたところ80kg/mm2の剪断強度
が得られた。
比較例 実施例１で得られた成分組成からなる超硬合金素材１の
穴２に、SUS 304ステンレス鋼製円柱体（直径:5.80mm×
高さ:5mm）を銀ろう付けし、その接合強度を調べたとこ
ろ、剪断強度は30kg/mm2であつた。
穴２に、SUS 304ステンレス鋼製円柱体（直径:5.80mm×
高さ:5mm）を銀ろう付けし、その接合強度を調べたとこ
ろ、剪断強度は30kg/mm2であつた。
従来最も一般的に行われている、切削加工が可能な金属
材料をろう付けにより超硬合金素材に接合した後、機械
加工を施すことによりネジ穴を形成していた方法と比較
して、この発明では、焼結体に直接ネジ穴機械加工を施
すことが可能となり、接合強度および生産性の大巾な向
上が計れるというすぐれた効果を奏するものである。
材料をろう付けにより超硬合金素材に接合した後、機械
加工を施すことによりネジ穴を形成していた方法と比較
して、この発明では、焼結体に直接ネジ穴機械加工を施
すことが可能となり、接合強度および生産性の大巾な向
上が計れるというすぐれた効果を奏するものである。
第１図は、超硬合金の形状を示す斜視図である。 １……超硬合金素材、 ２……穴。
Claims (1)
- 【請求項１】硬質部材の穴に、Cu粉末:3〜30重量％、Fe
粉末：残部からなる混合粉末またはその圧粉体を充填
し、 上記混合粉末またはその圧粉体を加熱することにより焼
結体とすると同時に、上記焼結体を上記硬質部材の穴内
壁に拡散接合せしめ、 上記穴内壁に拡散接合した焼結体にネジ穴加工を施す、 ことを特徴とする硬質部材にネジ穴を形成する方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16942387A JPH07103406B2 (ja) | 1987-07-07 | 1987-07-07 | 硬質部材にネジ穴を形成する方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16942387A JPH07103406B2 (ja) | 1987-07-07 | 1987-07-07 | 硬質部材にネジ穴を形成する方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6415304A JPS6415304A (en) | 1989-01-19 |
| JPH07103406B2 true JPH07103406B2 (ja) | 1995-11-08 |
Family
ID=15886318
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16942387A Expired - Lifetime JPH07103406B2 (ja) | 1987-07-07 | 1987-07-07 | 硬質部材にネジ穴を形成する方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07103406B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007092160A (ja) * | 2005-09-30 | 2007-04-12 | Sumitomo Denko Shoketsu Gokin Kk | 鉄系焼結部品の製造方法 |
| CN104827039A (zh) * | 2015-06-03 | 2015-08-12 | 山东威达粉末冶金有限公司 | 粉末冶金气动凿岩机螺旋母及其加工工艺 |
-
1987
- 1987-07-07 JP JP16942387A patent/JPH07103406B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6415304A (en) | 1989-01-19 |
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