JPH08168905A - 切削工具 - Google Patents

切削工具

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JPH08168905A
JPH08168905A JP31146894A JP31146894A JPH08168905A JP H08168905 A JPH08168905 A JP H08168905A JP 31146894 A JP31146894 A JP 31146894A JP 31146894 A JP31146894 A JP 31146894A JP H08168905 A JPH08168905 A JP H08168905A
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JP
Japan
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base material
cutting
cutting tool
tool
drill
Prior art date
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Pending
Application number
JP31146894A
Other languages
English (en)
Inventor
Takayuki Nishimura
隆侑 西村
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G N TOOL KK
Original Assignee
G N TOOL KK
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Publication date
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  • Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 安価で且つ容易に製造でき、切削性能に
優れ、工具寿命が長い、切削工具を提供すること。 【構成】 母材が超硬合金又は工具鋼により、切刃部分
が高硬度硬質焼結体により、それぞれ構成された切削工
具であって、前記母材と切刃部分相互間にチタン箔を介
在させた状態でプラズマ放電焼結法により一体焼結接合
して形成させてある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、工作機械に使用する
ドリル、リーマ、エンドミル等の切削工具に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】自動車部品に使用されている構造用炭素
鋼の鍛造品は、硬度が高い(HB130以上)上に組織
中に硬い粒子の金属炭化物が混じっていることから、難
切材の一つとして挙げられる。この鍛造品を各種工具で
孔加工した場合、以下に示す問題が発生する。.工具が高速度綱で構成されている場合 工具を高速高送りすると、金属炭化物と切刃との衝突に
よる衝撃力により切刃に疲労が起こり、磨耗やチッピン
グ(小さな欠け)が発生しやすくなるので、非常に工具
寿命が短くなる。つまり、工具寿命を考慮すると低速低
送りしなければならず、生産性が悪いという問題があっ
た。.工具が超硬合金で構成されている場合 工具を高速高送りすると、磨耗は比較的少ないものの、
金属炭化物と切刃との衝突による衝撃力により切刃に欠
けやチッピングが発生し、形成された孔の面粗度が悪く
なる。したがって、と同様に生産性が悪いという問題
がある。
【0003】尚、工具を高速高送りした場合の上記問題
を解決するための一手段として、工具の切刃部をサーメ
ット又はセラミックで構成させることが考えられるが、
以下に理由により実用化されていない。.切刃部をサーメットで構成させたもの サーメットで構成された切刃を工具鋼や超硬合金で構成
された工具本体にろう付けするときに、サーメットと工
具鋼及び超硬合金との熱膨張係数の違いから熱亀裂が発
生したり歪みが発生し、このため実用化されていない。.切刃部をセラミックで構成させたもの セラミックと金属との接合には超高圧高温発生装置が必
要になることから、工具自体が非常に高価なものとな
り、このため実用化されていない。なお、他の方法によ
るとセラミックと金属との接合力は弱い。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】そこで、この発明で
は、安価で且つ容易に製造でき、切削性能に優れ、
工具寿命が長い、切削工具を提供することを課題とす
る。
【0005】
【課題を解決する為の手段】この発明の切削工具は、母
材が超硬合金又は工具鋼により、切刃部分が高硬度硬質
焼結体により、それぞれ構成された切削工具であって、
前記母材と切刃部分相互間にチタン箔を介在させた状態
でプラズマ放電焼結法により一体焼結接合して形成させ
てあり、他方、この発明の切削工具は、母材が超硬合金
又は工具鋼により、切刃部分が高硬度硬質焼結体によ
り、それぞれ構成された切削工具であって、前記母材と
切刃部分相互間に、切刃部分側のチタン箔と母材側の遷
移元素系金属粉を介在させた状態でプラズマ放電焼結法
により一体焼結接合して形成させている。
【0006】尚、上記切削工具において、高硬度硬質焼
結体が、サーメットや立方窒化ほう素焼結体で構成され
ていることが好ましく、また、金属との酸化物、炭化
物、窒素物を含むセラミックにより構成されていること
が好ましい。
【0007】
【作用】この発明は次のように作用する。
【0008】切刃となる高硬度硬質焼結体と母材である
超硬合金又は工具鋼とをこれら相互間にチタン箔(又
は、切刃部分側のチタン箔と母材側の遷移元素系金属
粉)を介在させた状態でプラスマ放電焼結法によって焼
結接合固着するものであるから、低コストで製造でき
る。
【0009】また、上記チタン箔(又は、切刃部分側の
チタン箔と母材側の遷移元素系金属粉)の存在により、
切刃と母材との接合固着は強固なものとなる。このこと
は、実施例において明確になるであろう。
【0010】さらに、切刃はサーメットや立方窒化ほう
素焼結体等から成る高硬度硬質焼結体に形成されるか
ら、金属炭化物と切刃との衝突による衝撃力によって切
刃に疲労、磨耗、チッピングがほとんど発生しない。つ
まり、工具寿命が長く且つ切削性能が優れたものとな
る。
【0011】
【実施例】この発明の構成を実施例として示した図面に
従って説明する。 〔実施例1〕図1はこの発明をドリルDに適用した実施
例を示しており、このドリルDでは、先端刃10を含む
ドリルの先端部分をサーメットにより構成させてある。
尚、図1に示す符号Mはねじれ溝、符号Lはランド部で
ある。
【0012】このドリルDは、以下の〜に示す順序
で製造できる。 先ず、サーメットにより一端部を円錐とした円柱体1
を形成すると共に、超硬合金により円柱状のドリル母材
2を形成する(図2参照)。 次に、図3に示す如く装置9(カーボン型90にカー
ボン粉末91を充填して成る)を用い図4に示すプラズ
マ放電焼結法により、図2や図3に示す態様で円柱体1
とドリル母材2とを一体焼結固着する(図1及び図2
に、焼結接合固着部分を符号Yで示す)。前記焼結固着
の際には、固着を確実ならしめるために円柱体1とドリ
ル母材2との間に、図3に示す如くチタン箔60とNi
粉末61を介在させている。前記Ni粉末61はCo粉
末、Ni−Co粉末その他遷移元素系金属粉にかえるこ
とができる。
【0013】ここで、焼結条件は以下のように設定して
ある。 装置9内の圧力:200kg/cm2,装置9内の温度:12
00℃,電流値:2500A・・・・・但し、サーメッ
トを800℃以上に昇温すると炭化するため、昇温,降
温を含めて800℃以上となっている時間を80秒とし
た。具体的には、800℃から1200℃まで20秒間
で昇温し、1200℃になると直ちに降温を開始し60
秒で800℃にする。 続いて、図2の二点鎖線に示す態様でドリル母材2に
シャンクSをロー付けする(図2に、このロー付け部分
を符号Zで示す)。 最後に、研磨加工や放電加工により円柱体1やドリル
母材2に先端刃10及びねじれ溝Mを形成すると、図1
に示したドリルDは完成する。
【0014】このようにして製造されたドリルDにおけ
る円柱体1(サーメット)とドリル母材2(超硬合金)
との固着状態を見るため、焼結接合固着部分Y及びその
近傍を鏡面仕上げし、その部分を400倍で写真撮影し
た。図5及び図6に拡大写真を図面化したものを示す。
【0015】図5からも明らかなように、サーメットと
ニッケルバインダーの界面にチタン箔が認められ、更
に、同図に示す如くチタンの一部がサーメットに拡散す
ると共にチタンの一部がニッケル中に3/100mm程
度まで拡散し、図6に示す如くニッケルバインダーが超
鋼合金に拡散している。したがって、円柱体1(サーメ
ット)とドリル母材2(超硬合金)とが焼結固着状態に
あることは明らかであるが、接合固着強度を確認するた
め、ハンマーで叩いてみた。その結果、サーメットはか
けたものの前記接合固着面での剥離はなかった。
【0016】尚、この実施例では円柱体1をサーメット
で構成させているが、円柱体1をセラミックやアルミナ
にかえた場合でも同様に円柱体1とドリル母材2とは接
合固着する。以下に、それぞれの焼結条件を示す。 〔円柱体1をセラミック(Al2 3 系+SiC系)と
した場合〕 装置9内の圧力:200kg/cm2,装置9内の温度:12
00℃,電流値:1800A,焼結時間:60秒 焼結接合固着部分Y及びその近傍の拡大写真(400
倍)を図面化したものを図7及び図8に示す。
【0017】図7からも明らかなように、チタンがニッ
ケルバインダーの全域に拡散(黒色のものが点在)して
おりチタン箔が確認できない状況が認められる。更に、
図7に示す如くチタンの一部がセラミックに拡散すると
共に図8に示す如くニッケルバインダーが超鋼合金に拡
散している。即ち、図7及び図8より明らかなように、
セラミック/チタン/ニッケルバインダー/超硬合金の
境界が定かではない程度までチタン及びニッケルバイン
ダーが十分に拡散している。したがって、円柱体1とド
リル母材2とが焼結固着状態にあることは明らかであ
る。 〔円柱体1をAl2 3 系とした場合〕 装置9内の圧力:200kg/cm2,装置9内の温度:12
00℃,電流値:1800A,焼結時間:60秒 焼結接合固着部分Y及びその近傍の拡大写真(400
倍)を図面化したものを図9及び図10に示す。
【0018】図9からも明らかなように、アルミナとニ
ッケルバインダーの界面にチタン箔が認められ、更に、
同図に示す如くチタンの一部がセラミック及びニッケル
バインダーに拡散すると共に図10に示す如くニッケル
バインダーが超鋼合金に拡散している。したがって、円
柱体1とドリル母材2とが焼結固着状態にあることは明
らかである。 〔実施例2〕図11及び図12はこの発明をドリルDに
適用した場合の他の実施例を示しており、図13に示す
ようなサーメットにより構成された板状チップ3(市販
されている)を利用して図11及び図12に示す如くド
リルの先端刃30を構成させたものである。
【0019】このドリルDは、以下の〜に示す順序
で製造できる。 先ず、先端部に割り溝を有した超硬合金製のドリル母
材4を製作する(図14参照)。 次に、図14に示すように、前記ドリル母材3の割り
溝内に板状チップ3を収容させ、前記割り溝の側面と板
状チップ3の側面とを図3の装置9を使って図4に示す
プラズマ放電焼結法により一体焼結固着する(図14
に、焼結接合固着部分を符号Yで示す)。尚、前記焼結
固着の際には、固着を確実ならしめるために、板状チッ
プ3とドリル母材4との間にNi、Co、Ni−Co、
その他遷移元素系金属の粉末を介在させておく。 続いて、図14の二点鎖線に示す態様でドリル母材4
にシャンクSをロー付けする(図11に、このロー付け
部分を符号Zで示す)。 最後に、研磨加工により板状チップ3やドリル母材4
に先端刃30及びねじれ溝Mを形成すると、図11や図
12に示したドリルDは完成する。
【0020】尚、この実施例ではサーメットにより構成
させた板状チップ3を使用しているが、上記実施例1と
同様に、セラミックやアルミナにより構成させた板状チ
ップ3を使用することができる。 〔他の実施例〕上記実施例1,2はドリルを対象とした
ものであるが、リーマやボールエンドミル等の切削工具
を対象とすることもできる。
【0021】また、切刃となる部分の焼結体を、立方窒
化ほう素焼結体とすることもできる。
【0022】更に、母材2を、工具鋼により構成させた
場合でも上記実施例と同様の効果を有する。
【0023】
【発明の効果】作用の欄に記載した内容から、安価で
且つ容易に製造でき、切削性能に優れ、工具寿命が
長い、孔あけ工具を提供できた。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例1のドリルの要部を示す側面
図。
【図2】研磨加工前のドリルの中間体の正面図であり、
円柱体、ドリル母材、シャンク材を示す図。
【図3】この発明に使用するカーボン型等を示す断面
図。
【図4】この発明のドリルを製造するときに使用するプ
ラズマ放電焼結法の概略説明図。
【図5】サーメット/チタン箔/ニッケルバインダー相
互の接合部分の拡大写真を図面化したもの。
【図6】ニッケルバインダー/超硬合金相互の接合部分
の拡大写真を図面化したもの。
【図7】セラミックと/チタン箔/ニッケルバインダー
相互の接合部分の拡大写真を図面化したもの。
【図8】ニッケルバインダー/超硬合金相互の接合部分
の拡大写真を図面化したもの。
【図9】アルミナ/チタン箔/ニッケルバインダー相互
のの接合部分の拡大写真を図面化したもの。
【図10】ニッケルバインダー/超硬合金相互の接合部
分の拡大写真を図面化したもの。
【図11】この発明の実施例2のドリルの要部を示す側
面図。
【図12】図11に示したドリルを一端側から見た場合
の図。
【図13】図11に示したドリルに使用される板状チッ
プの斜視図。
【図14】図11に示したドリルの研磨加工前の中間体
の正面図であり、板状チップ、ドリル母材、シャンク材
を示す図。
【符号の説明】
D ドリル S シャンク材 1 円柱体 2 ドリル母材 3 板状チップ 4 ドリル母材 10 先端刃 30 先端刃

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 母材が超硬合金又は工具鋼により、切刃
    部分が高硬度硬質焼結体により、それぞれ構成された切
    削工具であって、前記母材と切刃部分相互間にチタン箔
    を介在させた状態でプラズマ放電焼結法により一体焼結
    接合して形成させてあることを特徴とする切削工具。
  2. 【請求項2】 母材が超硬合金又は工具鋼により、切刃
    部分が高硬度硬質焼結体により、それぞれ構成された切
    削工具であって、前記母材と切刃部分相互間に、切刃部
    分側のチタン箔と母材側の遷移元素系金属粉を介在させ
    た状態でプラズマ放電焼結法により一体焼結接合して形
    成させてあることを特徴とする切削工具。
  3. 【請求項3】 高硬度硬質焼結体が、サーメットにより
    構成されていることを特徴とする請求項1又は2記載の
    切削工具。
  4. 【請求項4】 高硬度硬質焼結体が、金属との酸化物、
    炭化物、窒素物を含むセラミックにより構成されている
    ことを特徴とする請求項1又は2記載の切削工具。
  5. 【請求項5】 高硬度硬質焼結体が、立方窒化ほう素焼
    結体で構成されていることを特徴とする請求項1又は2
    記載の切削工具。
JP31146894A 1994-12-15 1994-12-15 切削工具 Pending JPH08168905A (ja)

Priority Applications (1)

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JP31146894A JPH08168905A (ja) 1994-12-15 1994-12-15 切削工具

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JP31146894A JPH08168905A (ja) 1994-12-15 1994-12-15 切削工具

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ID=18017594

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JP31146894A Pending JPH08168905A (ja) 1994-12-15 1994-12-15 切削工具

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JP (1) JPH08168905A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011126104A1 (ja) 2010-04-08 2011-10-13 株式会社タンガロイ 複合体
WO2017135243A1 (ja) * 2016-02-01 2017-08-10 三菱マテリアル株式会社 複合部材及び切削工具

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011126104A1 (ja) 2010-04-08 2011-10-13 株式会社タンガロイ 複合体
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