JPH08243820A - Cemented-carbide-made drill excellent in chipping resistance - Google Patents

Cemented-carbide-made drill excellent in chipping resistance

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JPH08243820A
JPH08243820A JP4963395A JP4963395A JPH08243820A JP H08243820 A JPH08243820 A JP H08243820A JP 4963395 A JP4963395 A JP 4963395A JP 4963395 A JP4963395 A JP 4963395A JP H08243820 A JPH08243820 A JP H08243820A
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drill
carbide
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coercive force
chipping resistance
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Toshinori Yokomaku
俊典 横幕
Masahiro Machida
正弘 町田
Suguru Motonishi
英 本西
Masaru Ishii
勝 石井
Minoru Fukunaga
稔 福永
Akira Egami
明 江上
Masaya Tokunen
雅也 得年
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Abstract

PURPOSE: To provide a cemented-carbide-made drill excellent in its chipping resistance together with its capability of improving the service life of a drill as well as suppressing a chipping quantity during its use. CONSTITUTION: A cemented-carbide-made drill excellent in its chipping resistance includes a total amount 0.2 to 30wt.% of one kind or two kinds including more kinds of substances selected out of a group consisting of carbide of Cr, Ta or V or carbonitride and an amount 4.0 to 10.0wt.% of Co, and includes the rest in which the cemented carbide alloy consisting of WC and inevitable impurities is considered a raw material and the value of its coercive force is within a range from 430 to 580 (Oe). Preferable value to that is within a range from 490 to 550 (Oe).

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電子部品、機械部品又
は金型等に使用される樹脂製品又は金属製品に対する小
径の穴開け加工に好適の耐チッピング性が優れた超硬製
ドリルに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cemented carbide drill having excellent chipping resistance, which is suitable for drilling small diameter holes in resin products or metal products used for electronic parts, machine parts, dies and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】超硬合金を使用するミニチュアドリルの
ような小径ドリルにおいて、ドリルの寿命を左右するの
は耐チッピング性である。この耐チッピング性を向上さ
せるために、主として材質面におけるその組織、硬さ及
び靱性等について改良が行われている。例えば、Co量
の最適化、WCの微粒化又はTaC若しくはCr32
の微量炭化物の添加等により、材質面における機械的性
質の向上が図られている。
2. Description of the Related Art In a small diameter drill such as a miniature drill using a cemented carbide, it is chipping resistance that determines the life of the drill. In order to improve the chipping resistance, the structure, hardness and toughness of the material have been improved. For example, by optimizing the amount of Co, atomizing WC, or adding a trace amount of carbide such as TaC or Cr 3 C 2 , the mechanical properties of the material have been improved.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例え
ば、WCを微粒化することは、一般に耐摩耗性及び抗折
強度を向上させることはできるが、逆に靱性が低下して
しまう等、必要とされる種々の特性には相反するものが
多く、定量的な材質上の設計指針を明確化することは困
難である。
However, for example, atomizing WC can generally improve the wear resistance and the bending strength, but it is necessary to reduce the toughness. There are many contradictory properties that are different from each other, and it is difficult to clarify quantitative material design guidelines.

【0004】また、超硬合金をドリル等の工具として使
用する場合において、上述のように材質を向上させるこ
とは、必ずしも工具の寿命の向上には直接結びつかない
ことが、経験上知られている。それにまた、工具の寿命
を支配している材質のパラメータが的確には把握されて
いない。
Further, when using cemented carbide as a tool for a drill or the like, it is known from experience that improving the material as described above does not always directly lead to the improvement of the tool life. . Moreover, the parameters of the material that govern the life of the tool are not accurately understood.

【0005】更に、超硬製ドリルは、従来から広く使用
されている高速度鋼と材質が異なるだけではなく、寸法
の点においてもミニチュアドリルと同様に、一般のドリ
ルに比べて極めて小さいものであることが要求される。
このため、従来の中径又は太径ドリルの設計方法を基に
した工具の形状では、超硬合金の特性を十分に活用した
工具を設計することができない。
Further, the cemented carbide drill is not only different in material from the high speed steel which has been widely used in the past, but also in terms of dimensions, it is much smaller than a general drill as compared with a general drill. Required to be present.
Therefore, it is not possible to design a tool that fully utilizes the characteristics of cemented carbide with the shape of the tool based on the conventional method for designing a medium or large diameter drill.

【0006】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、超硬製ドリルとしての材質及び形状の特性
を明確にして、使用時におけるチッピング量を抑制でき
ると共に、ドリルの寿命を向上させることができる耐チ
ッピング性が優れた超硬製ドリルを提供することを目的
とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and by clarifying the characteristics of the material and shape of the cemented carbide drill, it is possible to suppress the amount of chipping during use and improve the life of the drill. An object of the present invention is to provide a carbide drill having excellent chipping resistance that can be obtained.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明に係る耐チッピン
グ性が優れた超硬製ドリルは、Cr、Ta若しくはVの
炭化物又は炭窒化物からなる群から選択された1種又は
2種以上の物質を総量で0.2乃至3.0重量%、Co
を4.0乃至10.0重量%含有し、残部がWC及び不
可避的不純物であって、その抗磁力が430乃至580
(Oe)である超硬合金を素材とすることを特徴とす
る。なお、この超硬合金は組織中のCoプール量が体積
率で0.02%以下であることが好ましい。また、ねじ
れ角δ(°)と直径d(mm)との関係において、0.
8d+19°≦δ≦0.8d+29°を満足することが
好ましく、更に前記δと前記dとの関係が0.8d+2
1°≦δ≦0.8d+23°を満足することが好まし
い。更にまた、ドリルの直径が3mm以下であることが
好ましい。
A cemented carbide drill having excellent chipping resistance according to the present invention comprises at least one selected from the group consisting of carbides or carbonitrides of Cr, Ta or V. 0.2 to 3.0% by weight of total material, Co
Of WC and unavoidable impurities, the coercive force of which is 430 to 580.
It is characterized by using a cemented carbide of (Oe) as a raw material. The cemented carbide preferably has a volume of Co pool in the structure of 0.02% or less. Further, in the relationship between the twist angle δ (°) and the diameter d (mm), 0.
It is preferable that 8d + 19 ° ≦ δ ≦ 0.8d + 29 ° is satisfied, and the relation between δ and d is 0.8d + 2.
It is preferable to satisfy 1 ° ≦ δ ≦ 0.8d + 23 °. Furthermore, the diameter of the drill is preferably 3 mm or less.

【0008】[0008]

【作用】本願発明者等は、合金の成分がWC、TaC、
Cr32、VC及びCoからなり、また抗磁力Hcの値
を系統的に変化させた合金を素材として製作した各超硬
製ドリルについて、次のような試験を行った。
The present inventors have found that the alloy components are WC, TaC,
The following tests were carried out on each of the cemented carbide drills made of an alloy made of Cr 3 C 2 , VC and Co and having a systematically changed value of the coercive force Hc.

【0009】即ち、プリント基板用に使用される樹脂系
材料を初めとして、金型として使用される炭素鋼又は合
金鋼等の種々の金属材料を対象として、前記超硬製ドリ
ルにより数千回〜1万回の穴開け試験を行った。そし
て、穴開けを一回行う毎に高分解能電子顕微鏡を使用し
て、刃先の損傷状況について丹念に観察を繰り返した。
その結果、ドリルは以下のような損傷過程を経てチッピ
ングに至ることを知見した。
That is, starting from resin-based materials used for printed circuit boards, to various metal materials such as carbon steel or alloy steel used as molds, the cemented carbide drills can be used for several thousand times. A drilling test was performed 10,000 times. Then, every time one hole was drilled, a high resolution electron microscope was used to carefully observe the damage condition of the cutting edge.
As a result, it was found that the drill leads to chipping through the following damage process.

【0010】先ず、第1に切削開始直後において、すく
い面側に、幅が材料中の炭化物寸法の数倍程度である初
期摩耗が生じる。なお、以下、この初期摩耗の幅をDと
する。
First, immediately after the start of cutting, initial wear occurs on the rake face side, the width of which is about several times the size of the carbide in the material. The width of this initial wear will be referred to as D below.

【0011】第2に、特に材質の組織が不均一である部
分、例えば炭化物が不均一分布している部分又は粗大C
oプール(Co相)の部分において局所的に大きな摩耗
が生じる。なお、以下、局所的摩耗の幅をa0とする。
Second, in particular, the portion where the texture of the material is nonuniform, for example, the portion where the carbide is nonuniformly distributed or coarse C
o Large wear locally occurs in the pool (Co phase) part. In the following, the width of local wear is a 0 .

【0012】第3に、穴開け回数が増加すると共に、炭
化物が欠落してしまい、摩耗幅が漸増する。これによ
り、刃先に作用する切削抵抗値の変動幅が増大するた
め、上述の局所的に摩耗する部分に亀裂が発生し、この
亀裂は疲労により次第に進展する。なお、以下、穴開け
回数をN、切削抵抗値の変動幅をΔTとする。
Thirdly, as the number of drilling times increases, the carbides are lost and the wear width gradually increases. As a result, the fluctuation range of the cutting resistance value acting on the cutting edge increases, so that a crack is generated in the above-mentioned locally worn portion, and this crack gradually progresses due to fatigue. In the following, the number of drilling times is N and the fluctuation range of the cutting resistance value is ΔT.

【0013】第4に、進展中の亀裂長さと切削抵抗の変
動幅ΔTとにより決定される応力拡大係数Kが材料固有
の疲労破壊靱性Kfcに到達すると、マクロ的なチッピン
グが発生する。
Fourth, when the stress intensity factor K determined by the crack length during development and the variation width ΔT of the cutting resistance reaches the fatigue fracture toughness Kfc peculiar to the material, macro chipping occurs.

【0014】以上のことから、ドリルによる穴開けが可
能な穴開け回数、即ちドリル寿命Nは、以下の要因によ
り支配されていることを知見した。即ち、ドリル寿命
は、炭化物の寸法に関係する初期摩耗幅D、炭化物
の不均一又はCoプールに起因する局部摩擦幅a0
疲労亀裂進展抵抗da/dN、疲労破壊靱性Kfc、
切削抵抗の変動幅ΔTにより支配されている。従って、
超硬製ドリルの寿命を向上させるには、D及びa0を低
減し、da/dN及びKfcを向上させ、ΔTを低減する
ことが効果的である。
From the above, it was found that the number of drilling operations, that is, the drill service life N, is controlled by the following factors. That is, the drill life is the initial wear width D related to the size of the carbide, the local friction width a 0 due to the unevenness of the carbide or the Co pool,
Fatigue crack growth resistance da / dN, fatigue fracture toughness Kfc,
It is governed by the variation width ΔT of the cutting resistance. Therefore,
In order to improve the life of the carbide drill, it is effective to reduce D and a 0 , improve da / dN and Kfc, and reduce ΔT.

【0015】しかしながら、本願発明者等は種々の超硬
合金について実験を重ねた結果、上記、及びのド
リル寿命の要因については合金の組織、炭化物の粒度、
炭化物の分散状態及びCo量等が複雑に関与しているた
め、例えば炭化物の粒度の縮小又は炭化物量の増加のみ
ではドリル寿命を改善できないことも知見した。このよ
うなことから、ドリル寿命を向上させる素材の要素を総
合的に反映するパラメータが必要であり、本願発明者等
はそのパラメータとして抗磁力Hcが最も適切であるこ
とを見い出した。
However, as a result of repeated experiments on various cemented carbides, the inventors of the present invention have found that the factors of the above-mentioned and the drill life are alloy structure, carbide grain size,
It was also found that the drill life cannot be improved only by, for example, reducing the grain size of the carbide or increasing the amount of the carbide, because the dispersed state of the carbide and the amount of Co are involved in a complicated manner. Therefore, a parameter that comprehensively reflects the elements of the material that improves the drill life is necessary, and the inventors of the present application have found that the coercive force Hc is the most appropriate parameter.

【0016】図1は横軸に抗磁力Hcをとり、縦軸にド
リルが穴開けの使用に耐え得る穴開け回数をとって、抗
磁力とドリル寿命との関係を示すグラフ図である。ま
た、この図1のデータを取得するために使用されたドリ
ルの素材の成分組成は、TaCを0.05重量%、Cr
32を1.2重量%、Coを8.0重量%含有し、残部
がWC及び不可避的不純物のものである。この図1に示
すように、抗磁力を430乃至580(Oe)に最適化
することにより、ドリル寿命を大幅に向上させることが
可能となることがわかる。
FIG. 1 is a graph showing the relationship between the coercive force and the life of the drill, with the coercive force Hc on the horizontal axis and the number of times the drill can withstand the use of drilling on the vertical axis. In addition, the composition of the material of the drill used to acquire the data in FIG. 1 is TaC 0.05 wt%, Cr
It contains 1.2% by weight of 3 C 2 and 8.0% by weight of Co, and the balance is WC and inevitable impurities. As shown in FIG. 1, it is understood that by optimizing the coercive force to 430 to 580 (Oe), the drill life can be significantly improved.

【0017】また、図2は横軸にCoプール量(体積
%)をとり、縦軸に穴開け回数をとって、Coプール量
とドリル寿命との関係を示すグラフ図である。この図2
に示すように、局所摩耗の原因となるCoプール量を
0.02%以下に制限することにより、さらに安定した
ドリル寿命が得られることもわかった。なお、この図2
のデータを取得するために使用されたドリルの素材の成
分組成は、図1のグラフ図のデータ取得のために使用さ
れたドリルと同様のものである。
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the Co pool amount and the drill life by plotting the Co pool amount (volume%) on the abscissa and the number of drilling times on the ordinate. This figure 2
It was also found that by limiting the amount of Co pool that causes local wear to 0.02% or less, a more stable drill life can be obtained, as shown in FIG. In addition, this FIG.
The component composition of the material of the drill used to acquire the data is similar to that of the drill used to acquire the data in the graph of FIG.

【0018】次に、これらのデータを基に、以下、本発
明に係る超硬製ドリルの素材の成分組成、抗磁力、Co
プール量並びにねじれ角及びドリル径の限定理由につい
て説明する。
Next, based on these data, the component composition, coercive force, Co of the material of the carbide drill according to the present invention will be described below.
The reasons for limiting the pool amount, the helix angle, and the drill diameter will be described.

【0019】Cr(クロム)、Ta(タンタル)及びV
(バナジウム)の炭化物又は炭窒化物:1種又は2種以
上、且つ、総量が0.2乃至3.0重量% ドリルとしての基本的な硬度は、後述するWCを添加す
ることにより確保することができるが、WCのみでは、
焼結中のWC結晶粒を成長させるために必要な抗磁力を
得ることができない。このため、Cr、Ta及びVの炭
化物又は炭窒化物を添加することにより、WC結晶粒の
成長を抑制して、WC結晶粒の成長に必要な抗磁力を低
減することができると共に、抗磁力を向上させることが
できる。このように抗磁力を向上させるためには、前記
炭化物又は炭窒化物を総量で0.2重量%以上添加する
必要があり、一方3.0重量%を超えて添加すると、疲
労破壊靱性Kfcが低下してしまうと共に、疲労亀裂進展
抵抗da/dNの特性が劣化してしまう。従って、超硬
合金の素材にCr、Ta及びVの炭化物又は炭窒化物を
1種又は2種以上添加し、その含有量は0.2乃至3.
0重量%とする。
Cr (chromium), Ta (tantalum) and V
Carbide or carbonitride of (vanadium): 1 or 2 or more
The basic hardness as a drill having a total amount of 0.2 to 3.0% by weight can be secured by adding WC described later, but with WC alone,
The coercive force required to grow the WC grains during sintering cannot be obtained. Therefore, by adding carbides or carbonitrides of Cr, Ta, and V, it is possible to suppress the growth of WC crystal grains and reduce the coercive force necessary for the growth of WC crystal grains, and at the same time, to improve the coercive force. Can be improved. Thus, in order to improve the coercive force, it is necessary to add the above-mentioned carbides or carbonitrides in a total amount of 0.2% by weight or more. On the other hand, if it exceeds 3.0% by weight, the fatigue fracture toughness Kfc is Along with the decrease, the characteristics of fatigue crack growth resistance da / dN deteriorate. Therefore, one or more carbides or carbonitrides of Cr, Ta and V are added to the material of the cemented carbide, and the content thereof is 0.2 to 3.
0% by weight.

【0020】Co(コバルト):4.0乃至10.0重
量% Coは超硬製ドリルの疲労破壊靱性Kfcを向上させる元
素である。Coの添加量を4.0重量%未満とすると、
そのドリルの疲労破壊靱性を向上させることができず、
一方Coの添加量が10.0重量%を超えると、必要な
抗磁力を確保することができない。また、ドリルの硬さ
が不十分なものとなり、更にCoプール量が増加してし
まう。従って、Coの添加量は4.0乃至10.0重量
%とする。
Co (cobalt): 4.0 to 10.0 weight
Amount% Co is an element that improves the fatigue fracture toughness Kfc of the cemented carbide drill. If the amount of Co added is less than 4.0% by weight,
The fatigue fracture toughness of the drill cannot be improved,
On the other hand, if the amount of Co added exceeds 10.0% by weight, the necessary coercive force cannot be secured. Moreover, the hardness of the drill becomes insufficient, and the amount of Co pool further increases. Therefore, the addition amount of Co is set to 4.0 to 10.0% by weight.

【0021】WC(タングステンカーバイド):残部 WCはドリルの摩耗幅D及び切削抵抗の変動幅ΔTが増
大することを抑制すると共に、必要な抗磁力を得ること
ができる化合物である。従って、このような効果を最大
限発揮するため、残部をできる限りWCとする。
WC (Tungsten Carbide): The balance WC is a compound capable of suppressing the increase of the wear width D of the drill and the fluctuation width ΔT of the cutting resistance and obtaining the necessary coercive force. Therefore, in order to maximize such an effect, the rest is WC as much as possible.

【0022】次に抗磁力及びCoプール量の限定理由に
ついて説明する。
Next, the reasons for limiting the coercive force and the amount of Co pool will be described.

【0023】抗磁力Hc:430乃至580(Oe) 図1は上述したように、抗磁力とドリル寿命との関係を
示すグラフ図であり、この図1に示すように、抗磁力H
cの増加に伴い、ドリル寿命が単調に向上する。このよ
うにドリル寿命が向上するのは、炭化物の微細化により
初期摩耗幅Dを低減したり、また炭化物及びCoの二相
組織の均質化、又は炭化物の均一分散による局部摩擦幅
0を低減したり、更に疲労亀裂進展抵抗da/dN特
性を向上したりすることが総合的に寄与するためであ
る。これらの複合的効果が有効に作用するためには、図
1に示すように、抗磁力Hcが430(Oe)以上であ
ることが必要である。一方、抗磁力Hcが580(O
e)より大きくなると、初期摩耗幅D及び局部摩擦幅a
0が低減されることによるドリル寿命を向上させる効果
よりも、疲労破壊靱性Kfcが低下することによるマイナ
ス効果の方が大きくなり、ドリル寿命が低下してしま
う。従って、超硬製ドリルの超硬合金素材の抗磁力は4
30乃至580(Oe)とする。また、図1に示すよう
に、ドリル寿命を向上させるためのより一層好ましい抗
磁力は、490乃至550(Oe)である。
Coercive force Hc: 430 to 580 (Oe ) FIG. 1 is a graph showing the relationship between coercive force and drill life as described above. As shown in FIG.
Drill life increases monotonically with increasing c. As described above, the drill life is improved by reducing the initial wear width D by refining the carbide, homogenizing the two-phase structure of the carbide and Co, or reducing the local friction width a 0 due to the uniform dispersion of the carbide. This is because the overall contribution is to improve the fatigue crack growth resistance da / dN characteristics. In order for these combined effects to work effectively, it is necessary that the coercive force Hc is 430 (Oe) or more, as shown in FIG. On the other hand, the coercive force Hc is 580 (O
e), the initial wear width D and the local friction width a
The negative effect due to the decrease in fatigue fracture toughness Kfc is greater than the effect of improving the drill life due to the reduction of 0 , and the drill life is reduced. Therefore, the coercive force of the cemented carbide material of the cemented carbide drill is 4
It is set to 30 to 580 (Oe). Further, as shown in FIG. 1, a more preferable coercive force for improving the drill life is 490 to 550 (Oe).

【0024】Coプール量:体積率0.02%以下 Coプールの体積率は、例えばASTM A02に規定
する方法により、顕微鏡観察することによって計測する
ことができる。図2はCoプール量とドリル寿命との関
係を示すグラフ図である。この図2に示すように、Co
プール量が多いほどドリル寿命の上限値と下限値の差が
大きく、またドリル寿命が短くなってしまう。従って、
Coプール量を体積率0.02%以下とすることによ
り、ドリル寿命の大きなばらつきを防止すると共に、ド
リル寿命を向上させることができる。
Co Pool Amount: Volume Ratio 0.02% or Less The volume ratio of Co pool can be measured by observing with a microscope, for example, by the method specified in ASTM A02. FIG. 2 is a graph showing the relationship between the Co pool amount and the drill life. As shown in FIG. 2, Co
The larger the pool amount, the larger the difference between the upper limit value and the lower limit value of the drill life, and the shorter the drill life. Therefore,
By setting the Co pool amount to 0.02% or less in volume ratio, it is possible to prevent a large variation in drill life and improve the drill life.

【0025】次にねじれ角及びドリル径の限定理由につ
いて説明する。
Next, the reasons for limiting the helix angle and the drill diameter will be described.

【0026】ねじれ角δ(°)と直径d(mm)との関
係:0.8d+19°≦δ≦0.8d+29° 疲労亀裂進展速度はその原動力となる切削抵抗の変動幅
ΔTのべき乗に比例するため、ΔTを低減させること
は、ドリル寿命の向上に極めて大きな影響を与える。こ
のΔTの大きさはWC量等の材料の組成によっても変動
するが、それ以上にドリルの形状によってその値は大き
く左右される。特にΔTは、ドリルのねじれ角δによっ
て変化するため、ドリル径に応じたねじれ角の最適化を
試みた。
The relationship between the twist angle δ (°) and the diameter d (mm)
Relation: 0.8d + 19 ° ≦ δ ≦ 0.8d + 29 ° Fatigue crack growth rate is proportional to the power of the variation width ΔT of the cutting resistance, which is the driving force, so reducing ΔT has an extremely large effect on the improvement of drill life. give. The value of ΔT varies depending on the material composition such as the amount of WC, but the value is greatly influenced by the shape of the drill. In particular, ΔT changes depending on the twist angle δ of the drill, so an attempt was made to optimize the twist angle according to the drill diameter.

【0027】先ず、直径が1乃至12mmである各超硬
合金の中実棒に種々のねじれ角を施しドリルを製作し
た。次に、各ドリルにより穴開け加工を行い、その時の
切削抵抗を動力計により計測した。なお、ドリルの素材
の成分組成はTaC:0.05重量%、Cr32:1.
2重量%及びCo:8重量%を含有し、残部がWCであ
るものを使用した。
First, a drill was manufactured by giving various helix angles to each solid rod of cemented carbide having a diameter of 1 to 12 mm. Next, drilling was performed with each drill, and the cutting resistance at that time was measured with a dynamometer. The composition of the material of the drill is TaC: 0.05% by weight, Cr 3 C 2 : 1.
The one containing 2% by weight and 8% by weight of Co and the balance being WC was used.

【0028】分析結果の一部を図3に示す。図3は、横
軸にねじれ角をとり、縦軸に切削抵抗をとって、ドリル
の直径毎のねじれ角と切削抵抗との関係を示すグラフ図
である。図3の上部グラフ図には直径7mm及び11m
mのドリルについて、図3の下部グラフ図には直径3.
2mmのドリルについて、ねじれ角と切削抵抗との関係
を示す。
A part of the analysis result is shown in FIG. FIG. 3 is a graph showing the relationship between the twist angle and the cutting resistance for each drill diameter, with the horizontal axis representing the helix angle and the vertical axis representing the cutting resistance. In the upper graph of Figure 3, the diameter is 7mm and 11m.
In the lower graph of FIG.
The relationship between the helix angle and the cutting resistance is shown for a 2 mm drill.

【0029】この図3に示すように、これらのグラフ図
で示すドリルと同様に、直径が1乃至12mmであるド
リルは、いずれも切削抵抗が最小となるねじれ角を有す
る。図4は、最適ねじれ角も含み、切削抵抗が小さくな
る場合のドリル径とねじれ角との関係を示すグラフ図で
ある。この図4は横軸にドリル径をとり、縦軸にねじれ
角をとって、図3に示すようなグラフ図において、ねじ
れ角が良好な範囲における最小値及び最大値並びに最適
値についてプロットしており、それらの点を直線で結ん
だものである。図4に示すように、点を結んだ直線は一
本の直線により表すことができる。
As shown in FIG. 3, like the drills shown in these graphs, the drills each having a diameter of 1 to 12 mm have a helix angle with which the cutting resistance is minimized. FIG. 4 is a graph showing the relationship between the drill diameter and the helix angle when the cutting resistance is reduced, including the optimum helix angle. In FIG. 4, the horizontal axis represents the drill diameter, and the vertical axis represents the helix angle. In the graph as shown in FIG. 3, the minimum value, the maximum value and the optimum value in a good helix angle range are plotted. It is a straight line connecting these points. As shown in FIG. 4, the straight line connecting the points can be represented by a single straight line.

【0030】従って、ドリルの直径とねじれ角との関係
は1次関数として表すことができ、図4に示すように、
切削が良好となるねじれ角δはドリル径dとの関係にお
いて、直線δ=0.8d+19及びδ=0.8d+29
の間であればよい。即ち、ねじれ角δが、0.8d+1
9°≦δ≦0.8d+29°の関係を満すと良好な切削
が可能となる。また、ねじれ角δが、0.8d+21°
≦δ≦0.8d+23°の関係を満すことにより最適な
切削を行うことができる。
Therefore, the relation between the diameter of the drill and the helix angle can be expressed as a linear function, and as shown in FIG.
The helix angle δ at which the cutting is good is straight line δ = 0.8d + 19 and δ = 0.8d + 29 in relation to the drill diameter d.
It only needs to be in between. That is, the twist angle δ is 0.8d + 1
Good cutting becomes possible if the relationship of 9 ° ≦ δ ≦ 0.8d + 29 ° is satisfied. Also, the twist angle δ is 0.8d + 21 °
Optimal cutting can be performed by satisfying the relationship of ≦ δ ≦ 0.8d + 23 °.

【0031】[0031]

【実施例】以下、本発明の実施例について、本発明の特
許請求の範囲から外れる比較例と比較して説明する。先
ず、合金素材の成分組成、抗磁力、Coプール量並びに
ドリルの直径及びねじれ角が異なる10種類のドリルを
製作した。なお、合金素材の組成については、下記表1
に示すA、B及びCの3種類であり、素材Aは本発明の
特許請求の範囲内の組成であるが、素材B及びCは本発
明の特許請求の範囲外の組成である。
EXAMPLES Examples of the present invention will be described below in comparison with comparative examples that depart from the claims of the present invention. First, ten types of drills having different alloy material composition, coercive force, Co pool amount, drill diameter and helix angle were manufactured. The composition of the alloy material is shown in Table 1 below.
There are three types of A, B, and C shown in Table 1. The material A has a composition within the scope of the claims of the present invention, while the materials B and C have a composition outside the scope of the claims of the invention.

【0032】[0032]

【表1】 [Table 1]

【0033】上記の素材によって製作した各ドリルを使
用してガラス・エポキシ系プリント基板の穴開け試験を
行った。穴開けは前記基板に対して3000回穴を開
け、その後に刃先のチッピング量により性能評価を行っ
た。つまり、チッピング量の少ないドリルが長寿命のド
リルであるといえる。その結果を下記表2に示す。
A drilling test was carried out on the glass / epoxy type printed circuit board using each of the drills made of the above materials. The holes were punched in the substrate 3000 times, and then the performance was evaluated by the chipping amount of the blade edge. In other words, it can be said that a drill with a small amount of chipping has a long life. The results are shown in Table 2 below.

【0034】[0034]

【表2】 [Table 2]

【0035】上記表2に示すようにNo1、2、3、
4、5、9及び10のドリルが本発明の特許請求の範囲
に属する。
As shown in Table 2 above, Nos. 1, 2, 3,
4, 5, 9 and 10 drills belong to the claims of the present invention.

【0036】実施例No1と比較例No6とを比較する
と、いずれも素材Aにより製造されたドリルであり、抗
磁力以外の他の要素は全く同一である。しかし、抗磁力
が特許請求の範囲内である実施例No1のドリルは、そ
の範囲外である比較例No6のドリルに比べて性能が優
れたものとなった。従って、抗磁力以外の他の要素が同
一である場合は、抗磁力が特許請求の範囲内であるドリ
ルの方が性能が優れているといえる。また、実施例No
1及び2の比較から、抗磁力が最適な範囲であれば、よ
り優れた性能を有するといえる。
Comparing Example No. 1 with Comparative Example No. 6, it was found that both were drills made of the material A, and the elements other than the coercive force were exactly the same. However, the drill of Example No. 1 having a coercive force within the scope of the claims was superior in performance to the drill of Comparative Example No. 6 outside the range. Therefore, it can be said that the drill having the coercive force within the scope of claims is superior in performance when the other elements except the coercive force are the same. Example No.
From the comparison of 1 and 2, it can be said that if the coercive force is in the optimum range, it has more excellent performance.

【0037】実施例No2と比較例No7とを比較する
と、組成以外の他の要素については全て同一のドリルで
あるが、チッピング量は実施例No2のドリルの方が優
れている。従って、特許請求の範囲内である素材Aは、
特許請求の範囲外である素材Bに比べて優れているとい
える。
Comparing Example No. 2 and Comparative Example No. 7, all the elements except the composition were the same, but the chipping amount of Example No. 2 was superior. Therefore, the material A within the scope of the claims is
It can be said that it is superior to the material B which is out of the scope of claims.

【0038】また、実施例No1と比較例No8とを比
較すると、この場合も組成以外の他の要素については全
て同一のドリルであり、比較例No8の素材Cに含有さ
れたCoの量は特許請求の範囲内ではあるが、素材Cは
Cr、Ta及びVの炭化物等を含んでいない。このた
め、それらを含む実施例No1の素材Aに比べて性能が
劣ってしまった。従って、組成以外の他の要素が同一で
あるドリルについては、素材Aによるドリルが最も優れ
ているといえる。
When Example No. 1 and Comparative Example No. 8 are compared, in this case as well, all the elements other than the composition are the same drill, and the amount of Co contained in the material C of Comparative Example No. 8 is patented. Although within the scope of the claims, the material C does not include carbides such as Cr, Ta, and V. Therefore, the performance was inferior to the material A of Example No. 1 containing them. Therefore, it can be said that the drill made of the material A is the best among the drills having the same elements other than the composition.

【0039】実施例No1と実施例No3とを比較する
と、実施例No3のドリルのCoプール量が、より好ま
しい量であるため、そのような値ではない実施例No1
のドリルに比べて実施例No3のドリルの方が高い性能
を示した。従って、Coプール量を適切な値とすること
により、チッピング量の増加を抑制し、優れたドリルを
製造することができる。
When Example No. 1 and Example No. 3 are compared, the Co pool amount of the drill of Example No. 3 is a more preferable amount, so that Example No. 1 is not such a value.
The drill of Example No. 3 showed higher performance than the drill of No. Therefore, by setting the Co pool amount to an appropriate value, it is possible to suppress an increase in the chipping amount and manufacture an excellent drill.

【0040】実施例No1と実施例No4とを比較する
と、実施例No4のドリルのねじれ角が、より好ましい
範囲内の値であるため、実施例No4のドリルはその範
囲外である実施例No1のドリルに比べて高い性能を示
した。従って、ドリルのねじれ角を適切な値とすること
により、チッピング量の増加を抑制し、優れたドリルを
得ることができる。
Comparing Example No. 1 and Example No. 4, since the helix angle of the drill of Example No. 4 is a value within a more preferable range, the drill of Example No. 4 has a twist angle outside that range. It showed higher performance than the drill. Therefore, by setting the twist angle of the drill to an appropriate value, it is possible to suppress an increase in the amount of chipping and obtain an excellent drill.

【0041】また、実施例No1、3、4及び5を比較
すると、本発明の特許請求の範囲を全て満たす実施例N
o5のドリルが最も優れた性能を有するものとなった。
Further, comparing Examples Nos. 1, 3, 4 and 5, Example N satisfying all the claims of the present invention.
The o5 drill now has the best performance.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ドリルの素材が所定の成分組成を有し、抗磁力、ねじれ
角及びドリル径を所定値とすることにより、その使用時
におけるチッピング量を抑制することができると共に、
ドリルの寿命を向上させることができる。また、ミニチ
ュアドリルのような極めて小さなドリルを製造すること
ができ、更にドリルを長期に亘って使用することができ
るため、ドリルの使用コストを低減することができる。
As described above, according to the present invention,
The material of the drill has a predetermined component composition, and by setting the coercive force, the helix angle and the drill diameter to the predetermined values, it is possible to suppress the amount of chipping during use,
The life of the drill can be improved. Further, since an extremely small drill such as a miniature drill can be manufactured and the drill can be used for a long period of time, the cost of using the drill can be reduced.

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

【図1】抗磁力とドリル寿命との関係を示すグラフ図で
ある。
FIG. 1 is a graph showing the relationship between coercive force and drill life.

【図2】Coプール量とドリル寿命との関係を示すグラ
フ図である。
FIG. 2 is a graph showing the relationship between Co pool amount and drill life.

【図3】切削抵抗とドリルのねじれ角との関係を示すグ
ラフ図である。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between cutting resistance and twist angle of a drill.

【図4】切削抵抗が小さくなるドリル径とねじれ角との
関係を示すグラフ図である。
FIG. 4 is a graph showing a relationship between a drill diameter and a helix angle at which cutting resistance is reduced.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石井 勝 兵庫県明石市魚住町金ケ崎西大池179番1 株式会社神戸製鋼所明石工場内 (72)発明者 福永 稔 兵庫県明石市魚住町金ケ崎西大池179番1 株式会社神戸製鋼所明石工場内 (72)発明者 江上 明 兵庫県明石市魚住町金ケ崎西大池179番1 株式会社神戸製鋼所明石工場内 (72)発明者 得年 雅也 兵庫県明石市魚住町金ケ崎西大池179番1 株式会社神戸製鋼所明石工場内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Masaru Ishii 179-1 Kanegasaki Nishi-Oike, Uozumi-cho, Akashi-shi, Hyogo Inside the Akashi Plant, Kobe Steel, Ltd. (72) Minoru Fukunaga Kaneizaki Nishi-Oike, Uozumi-cho, Akashi-shi, Hyogo Prefecture 179-1 Kobe Steel Co., Ltd. Akashi Plant (72) Inventor Akira Egami Kanegasaki Nishioike, Uozumi-cho, Akashi City, Hyogo Prefecture 179-1 Kobe Steel Co., Ltd. Akashi Plant (72) Inventor Masaya Akashi, Hyogo Prefecture 179-1, Kanegasaki Nishioike, Uozumi Town Inside the Akashi Plant, Kobe Steel, Ltd.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 Cr、Ta若しくはVの炭化物又は炭窒
化物からなる群から選択された1種又は2種以上の物質
を総量で0.2乃至3.0重量%、Coを4.0乃至1
0.0重量%含有し、残部がWC及び不可避的不純物で
あって、その抗磁力が430乃至580(Oe)である
超硬合金を素材とすることを特徴とする耐チッピング性
が優れた超硬製ドリル。
1. A total amount of one or two or more substances selected from the group consisting of Cr, Ta or V carbides or carbonitrides of 0.2 to 3.0% by weight, and Co of 4.0 to 4.0% by weight. 1
Ultra-high chipping resistance characterized by using a cemented carbide containing 0.0% by weight, the balance being WC and unavoidable impurities, and having a coercive force of 430 to 580 (Oe). Hard drill.
【請求項2】 前記超硬合金は組織中のCoプール量が
体積率で0.02%以下であることを特徴とする請求項
1に記載の耐チッピング性が優れた超硬製ドリル。
2. The cemented carbide drill with excellent chipping resistance according to claim 1, wherein the amount of Co pool in the structure of the cemented carbide is 0.02% or less in volume ratio.
【請求項3】 ねじれ角δ(°)と直径d(mm)との
関係において、0.8d+19°≦δ≦0.8d+29
°を満足することを特徴とする請求項1又は2に記載の
耐チッピング性が優れた超硬製ドリル。
3. In the relationship between the twist angle δ (°) and the diameter d (mm), 0.8d + 19 ° ≦ δ ≦ 0.8d + 29
3. The carbide drill having excellent chipping resistance according to claim 1 or 2, which satisfies the condition.
【請求項4】 前記δと前記dとの関係が0.8d+2
1°≦δ≦0.8d+23°を満足することを特徴とす
る請求項3に記載の耐チッピング性が優れた超硬製ドリ
ル。
4. The relationship between δ and d is 0.8d + 2.
The carbide drill having excellent chipping resistance according to claim 3, wherein 1 ° ≦ δ ≦ 0.8d + 23 ° is satisfied.
【請求項5】 直径dが3mm以下であることを特徴と
する請求項3又は4に記載の耐チッピング性が優れた超
硬製ドリル。
5. The cemented carbide drill having excellent chipping resistance according to claim 3, wherein the diameter d is 3 mm or less.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012193406A (en) * 2011-03-16 2012-10-11 Sumitomo Electric Hardmetal Corp Exchangeable cutting tip, cutting method using the same, and method for producing exchangeable cutting tip

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