JPH0825151A - Cutting tool and manufacture thereof - Google Patents
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- JPH0825151A JPH0825151A JP16684794A JP16684794A JPH0825151A JP H0825151 A JPH0825151 A JP H0825151A JP 16684794 A JP16684794 A JP 16684794A JP 16684794 A JP16684794 A JP 16684794A JP H0825151 A JPH0825151 A JP H0825151A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、切削チップ即ち切刃
と、該切削チップを切削縁部へ固着している母材と、か
ら構成されている、多用途向け切削工具及びその製造方
法に関する。より詳細には、粉末冶金法の一種である金
属粉末射出成型法により複合材料を一体成型しかつ焼結
加工することにより成型される木工用、金属加工用、更
には掘削工事用の切削工具及びその成型方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a versatile cutting tool comprising a cutting tip or cutting edge and a base material fixing the cutting tip to a cutting edge, and a method for producing the cutting tool. . More specifically, a cutting tool for woodworking, metalworking, and further excavation work, which is formed by integrally molding and sintering a composite material by a metal powder injection molding method, which is a type of powder metallurgy, and Regarding the molding method.
【０００２】[0002]
【従来の技術】今日の木工用、金属加工用、更には掘削
工事用の切削工具１０の多くは、図３に示すように、切
刃としての切削チップ材１２と、これを保持している母
材１４と、から構成されている。しかしてこの種の切削
工具１０では、例えば掘削工事用切削工具を例に取る
と、チップ材１２は、土中に含まれる岩石等の堅い物質
を迅速に削り取るという機能が求められている。一方、
母材１４に対しては、土圧による背面摩耗に対し確実に
耐え得るという機能が求められている。このように互い
に異なる機能を要求されている２つの素材は、それぞれ
別々に製造され、その後、複雑な工程を経て、一体化さ
れて切削工具１０が構成されていることは知られてい
る。即ち、チップ材は、通常、超硬工具に使用される素
材、例えば、タングステンカーバイト・コバルト合金に
より粉末冶金法により製造される。その後、適当な素材
から成る金属母材へ対し、該チップ材を、クロム・モリ
ブデン低合金鋼、高シリコン・クロム鋼、粉末ハイス、
熔製ハイスや高クロム鋳鉄等で鋳ぐるんだり、又はロウ
付け手段によって、前記チップ材と母材とを一体化して
いる。また、ある場合には母材の耐摩耗性を高めるため
に、母材の上に耐摩耗性に富んだ材料を肉盛することも
ある。2. Description of the Related Art Most of today's cutting tools 10 for woodworking, metalworking, and excavation work, as shown in FIG. 3, holds a cutting tip material 12 as a cutting edge and holds it. And a base material 14. However, in the cutting tool 10 of this type, for example, when a cutting tool for excavation work is taken as an example, the chip material 12 is required to have a function of quickly scraping off a hard substance such as rock contained in the soil. on the other hand,
The base material 14 is required to have a function of reliably withstanding back surface wear due to earth pressure. It is known that the two materials that are required to have different functions in this way are separately manufactured, and then integrated into the cutting tool 10 through complicated steps. That is, the chip material is usually manufactured by a powder metallurgy method using a material used for a cemented carbide tool, for example, a tungsten carbide-cobalt alloy. After that, with respect to the metal base material made of an appropriate material, the chip material is treated with chromium / molybdenum low alloy steel, high silicon / chromium steel, powder high speed steel
The chip material and the base material are integrated by wrapping around with molten high-speed steel, high chromium cast iron, or the like, or by brazing means. In some cases, in order to improve the wear resistance of the base material, a material having high wear resistance may be overlaid on the base material.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】これまでの切削工具の
製造においては、上述のような複雑な工程を必要とする
うえに、工具の製造の際にチップ材には何度も熱が繰り
返しかかり、合金の結晶構造や成分組成が変化して機械
的強度が低下するという課題があった。In the conventional manufacturing of cutting tools, in addition to the complicated steps as described above, heat is repeatedly applied to the tip material many times during the manufacturing of the tool. However, there has been a problem that the crystal structure and composition of the alloy are changed and the mechanical strength is lowered.
【０００４】また母材としての金属の熔湯に耐摩耗性の
高い砥粒を均質に混合させるにも限界があり、更に材料
の選択にも制限を受ける。例えば、鋳ぐるみ法の場合に
は均一な熔湯になりにくい素材や湯流れの悪い材料は使
用出来ない。またチップ材を母材へロウ付けする場合も
使用される素材がロウ付けが可能な素材にのみに限られ
るという課題があった。Further, there is a limit in uniformly mixing abrasive grains having high wear resistance with a molten metal as a base material, and the selection of the material is also limited. For example, in the case of the cast iron method, it is impossible to use a material that does not easily form a uniform molten metal or a material that has a bad melt flow. Further, when the chip material is brazed to the base material, there is a problem that the materials used are limited to the materials that can be brazed.
【０００５】更にまた、工具の長寿命化が求められてい
る昨今において、従来の製造法においてはこのように使
用される材料の制限を受け、長寿命化に限界を生じた
り、複雑な製造工程を要するためコスト高を招いている
という課題がある。また、粉末冶金法では、鋳ぐるみ法
に比べて材料の制限は受けにくいが、工具の形状に制約
が付されることが多いという課題がある。Furthermore, in recent years, when the tool life is required to be extended, the conventional manufacturing method is subject to the limitation of the material used as described above, and the life is limited, and complicated manufacturing steps are required. Therefore, there is a problem in that the cost is high because of the necessity. In addition, the powder metallurgy method is less subject to material restrictions than the cast metal method, but has a problem that the shape of the tool is often restricted.
【０００６】また、近年、プラスチックバインダーによ
る金属粉末の射出成型法が開発され、形状の制限は粉末
冶金法に比べて少なくなったものの、焼結前に行われる
脱脂工程が障害となって微小部品しか製造出来ず、掘削
工事用の工具のような大型部品の製造は極めて困難であ
るという課題があった。In addition, in recent years, an injection molding method of metal powder using a plastic binder has been developed, and the shape limitation has been reduced as compared with the powder metallurgy method, but the degreasing process performed before sintering is an obstacle to minute parts. However, there is a problem that it is extremely difficult to manufacture a large part such as a tool for excavation work.
【０００７】さらにまた、これまでの工具製造方法にお
いては、物理的特性の異なる２つの金属を一体化成型し
これを焼結したとき、焼結収縮率が互いに異なるため、
チップ材１２と母材１４との間の境界面に亀裂が入るこ
とが多く、結局工具の長寿命化が図かれなかった等の課
題があった。Further, in the conventional tool manufacturing methods, when two metals having different physical properties are integrally molded and sintered, the sintering shrinkage ratios are different from each other.
There were many problems such as cracks often occurring at the boundary surface between the tip material 12 and the base material 14, and eventually the tool life was not extended.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明は上述のような種
々の課題を解決すために、寒天バインダーを用いたペレ
ットによって粉末冶金法の一種である金属粉末射出成型
法による成型をし、傾斜機能材を接合材として使用する
ことによって、複合材料の一体成型及び焼結により耐摩
耗性に優れた切削工具及びその製造方法を提供すること
により上記課題を解決する。In order to solve the above-mentioned various problems, the present invention performs molding by pellets using an agar binder by a metal powder injection molding method which is one of powder metallurgy methods, and By using a functional material as a bonding material, a cutting tool having excellent wear resistance by integrally molding and sintering a composite material and a method for manufacturing the cutting tool are provided to solve the above problems.
【０００９】[0009]
【作用】切削工具の長寿命化高品質化を図るため、１０
０゜Ｃ程度の温度下で、寒天バインダ−中に均一分散し
たチップ材と、同様に寒天バインダ−中に均一分散した
チップ材と母材とから成る傾斜機能接合材と、により、
それぞれ個別にチップ材と接合材とを成型し、これらを
一つの金型に配置した後、寒天バインダ−中に均一分散
した母材を射出し、こうして切削工具素材を成型し、そ
の後に、当該成型された切削工具素材を焼結するため、
使用されるタングステンカーバイト・コバルト合金等の
超硬合金の熱変性が小さく、耐摩耗性の高い素材を母材
として選択出来、更に傾斜機能材を接合材として使用す
ることにより、チップ材と母材との一体化を容易にす
る。[Operation] In order to extend the life of the cutting tool and improve its quality, 10
At a temperature of about 0 ° C., a chip material uniformly dispersed in an agar binder, and a functionally graded bonding material composed of a chip material and a base material also uniformly dispersed in an agar binder,
After individually molding the chip material and the bonding material, and arranging them in one mold, the uniformly dispersed base material is injected in the agar binder, thus molding the cutting tool material, and thereafter, To sinter the formed cutting tool material,
Cemented carbides such as tungsten carbide and cobalt alloys that are used have small thermal denaturation and high wear resistance can be selected as the base material. Facilitates integration with materials.
【００１０】[0010]
【実施例】図１は本件発明の方法によって製造した切削
工具２０の一例を示す。この切削工具２０は、切刃とし
てのチップ材２２と、該チップ材２２を保持している母
材２４と、該チップ材２２と母材２４とを結合している
結合材２６と、により構成されている。FIG. 1 shows an example of a cutting tool 20 manufactured by the method of the present invention. The cutting tool 20 includes a tip material 22 as a cutting edge, a base material 24 that holds the tip material 22, and a bonding material 26 that connects the tip material 22 and the base material 24. Has been done.
【００１１】本発明による切削工具２０は以下のように
して製造される。初めに、チップ（切刃）材２２として
使用される材料、例えばタングステンカーバイト及びコ
バルト粉末等から成る超硬合金用原料粉末を寒天バイン
ダー中に均一に分散したペレットを形成する。次いで当
該ペレットを使用して予め準備した所定の形状の金型に
よって所定形状のチップ材２２を射出成型する。なお、
寒天バインダーを用いて物品を射出成型する方法は、特
開平４−８８１０１号、特開平４−３３７００２号、米
国特許第５２５８１５５号等によって開示されていると
ころである。このような寒天粉末をバインダーとする射
出成型法によれば、脱脂工程を必要とせず、複雑な形状
の大型部品の焼結加工が可能であることが知られてい
る。The cutting tool 20 according to the present invention is manufactured as follows. First, pellets are formed by uniformly dispersing a material used as the chip (cutting edge) material 22, for example, a raw material powder for cemented carbide composed of tungsten carbide and cobalt powder in an agar binder. Next, using the pellet, the chip material 22 having a predetermined shape is injection-molded by a mold having a predetermined shape prepared in advance. In addition,
The method of injection molding an article using an agar binder is disclosed in, for example, JP-A-4-88101, JP-A-4-337002, and US Pat. No. 5,258,155. It is known that the injection molding method using such agar powder as a binder enables the sintering process of large parts having a complicated shape without requiring a degreasing step.
【００１２】即ち、寒天バインダーに使用される寒天
は、テングサに代表される海藻から抽出される天然多糖
類で、９２〜９６°Ｃで水に溶解してゾル状態になり、
３７〜４２°Ｃで固化して弾性ゲル状態になる可逆性ゾ
ル・ゲル反応を示す性質をもっている。この寒天をセラ
ミックや金属粉末の射出成型用バインダーとして利用す
ることにより、セラミックや金属粉末と寒天バインダー
とを均質に混練したペレットは、加熱すると流動性を示
し、冷却すると固化することから、従来のプラスチック
バインダーと同様に、粉体の射出成型が可能となる。That is, the agar used for the agar binder is a natural polysaccharide extracted from seaweed typified by agar, which dissolves in water at 92 to 96 ° C to form a sol state.
It has the property of showing a reversible sol-gel reaction in which it solidifies at 37 to 42 ° C and becomes an elastic gel state. By using this agar as a binder for injection molding of ceramic or metal powder, pellets obtained by homogeneously kneading the ceramic or metal powder and the agar binder show fluidity when heated and solidify when cooled. As with plastic binders, powder injection molding is possible.
【００１３】寒天バインダーはそのバインダー中に８０
〜８５ＷＴ％の水分を含んでいる。従って、穏やかな加
熱条件で加熱すると、寒天バインダーは、１００°Ｃに
至るまでに水分は蒸発し、気孔率の高い多孔質（ポーラ
ス）な海綿体となる。非酸化物系のセラミックや金属粉
末の焼結は、真空下で行われることが多いが、そのよう
な真空下では水の沸点は６０〜７０°Ｃに低下し、この
温度では寒天は軟化せず極めて弱い力の水素イオン結合
で網目構造に結合していた水分を遊離し、多孔質とな
る。The agar binder contains 80
Contains ~ 85 WT% water. Therefore, when heated under mild heating conditions, the agar binder evaporates water up to 100 ° C and becomes a porous spongy body with high porosity. Sintering of non-oxide ceramics and metal powders is often performed under vacuum, but under such vacuum the boiling point of water drops to 60-70 ° C, at which temperature the agar softens. By the very weak force, the hydrogen ion bond releases the water bonded to the network structure and becomes porous.
【００１４】水分が完全に蒸発した後、更に加熱する
と、寒天は褐変化しながら縮合反応を開始し、寒天の主
成分である多糖類の化学構造式からも明らかなように、
多数存在する（−Ｈ）イオンと（−ＯＨ）イオンとがＨ
2 Ｏとなり、次いで、六員環構造を繋いでいる酸素原子
が六員環構造の炭素原子と反応してＣＯ2 ガスとなり、
前に形成された気孔を通って蒸発する。この反応は２７
０〜２８０°Ｃで終了する。When water is completely evaporated and then heated, the agar begins to undergo a condensation reaction while browning, and as is clear from the chemical structural formula of the polysaccharide which is the main component of the agar,
A large number of (-H) ions and (-OH) ions are H.
2 O, then the oxygen atoms connecting the 6-membered ring structure react with the carbon atoms of the 6-membered ring structure to form CO 2 gas,
Evaporate through the previously formed pores. This reaction is 27
Finish at 0-280 ° C.
【００１５】プラスチックバインダーに１０〜１５％含
まれるパラフィンワックス類は加熱され熔融状態となっ
て成型体の外へ滲み出し、熱分解されてガス化する。こ
のとき、プラスチックバインダーに含まれている熱可塑
性プラスチックは軟化しており、急激に加熱すると、パ
ラフィンワックスは成型体の外へ滲み出す前にガス化し
てプラスチックを発泡させ、成型体を割ったり、変形さ
せたり、膨張させてしまう。望ましいポーラスな状態に
するには、前述の水を蒸発させるよりも昇温速度を遅く
しなければならない。また、１０〜１５％しか含まれて
いないパラフィンワックスは８０〜８５％含まれている
水分よりも熱分解しなければならない分子量は多く長時
間を要する。The paraffin waxes, which are contained in the plastic binder in an amount of 10 to 15%, are heated to be in a molten state, exude out of the molded body, and are thermally decomposed and gasified. At this time, the thermoplastic plastic contained in the plastic binder is softened, and when heated rapidly, the paraffin wax gasifies and foams the plastic before bleeding out of the molded body, cracking the molded body, It will be deformed or expanded. In order to obtain the desired porous state, the rate of temperature rise must be slower than the aforementioned evaporation of water. Further, the paraffin wax containing only 10 to 15% has a larger molecular weight that must be thermally decomposed than the water containing 80 to 85%, and it takes a long time.
【００１６】パラフィンワックスが完全にガス化した
後、熱可塑性プラスチックは炭化水素のモノマー又はオ
リゴノマーに熱分解されるが、極めて穏やかな加熱条件
でないと、発泡してガスを内在させパラフィンワックス
と同様、割れ、変形、膨張の原因となる。更に、この反
応は４００〜５００°Ｃの高温で終了する。After the paraffin wax is completely gasified, the thermoplastic is pyrolyzed into hydrocarbon monomers or oligomers, but unless extremely mild heating conditions cause foaming and gas entrapment, similar to paraffin wax. It causes cracking, deformation and expansion. Furthermore, the reaction ends at elevated temperatures of 400-500 ° C.
【００１７】このことから、寒天バインダーを用いた成
型体は焼結炉へ直接入れて加熱しても割れ、変形、膨張
を起こさず脱脂工程も必要としないが、プラスチックバ
インダーの成型体はバインダーを分解する長時間の脱脂
工程を必要とするのである。From the above, a molded body using an agar binder does not crack, deform or expand even when directly placed in a sintering furnace and heated, and a degreasing step is not required, but a molded body of a plastic binder does not contain a binder. It requires a long degreasing step to decompose.
【００１８】チップ材２２を射出成型した後、次いで、
母材２４を構成する素材を準備する。この素材は最終的
に形成される工具の用途、形状、寸法その他の要素によ
り種々変更されるであろう。例えば掘削用の工具の場合
を例にとって述べると、この場合には母材の耐摩耗性を
向上させる必要がある。そのためＳＵＳ４３０、タング
ステン・コバルトやタングステン・ニッケル合金の中
に、研削加工工具に使用されているアルミナや炭化ケイ
素等の砥粒を均一に分散させ耐摩耗性を極めて高くした
素材を準備する必要があろう。より詳細には、母材の組
成材料としては、例えばＳＵＳ４３０粉末に対して体積
比で２０％のアルミナ砥粒、ＳＵＳ４３０粉末に対して
体積比で２０％の被覆処理した炭化ケイ素砥粒、９０重
量％タングステンと１０重量％コバルト粉末に対して体
積比で２０％のアルミナ砥粒、９０重量％タングステン
と１０重量％コバルト粉末に対して体積比で２０％の炭
化ケイ素砥粒、９０重量％タングステンと１０重量％ニ
ッケル粉末に対して体積比で２０％のアルミナ砥粒、９
０重量％タングステンと１０重量％ニッケル粉末に対し
て体積比で２０％の被覆処理した炭化ケイ素砥粒等の、
アルミナ砥粒を含有するステンレス系素材、被覆処理し
た炭化ケイ素砥粒含有するステンレス系素材、アルミナ
砥粒を含有するタングステン・ニッケル及びタングステ
ン・コバルト合金素材、又は被覆処理した炭化ケイ素砥
粒を含有するタングステン・ニッケル及びタングステン
・コバルト合金素材等がある。After injection molding of the chip material 22, then,
The materials that form the base material 24 are prepared. This material will vary depending on the application, shape, size and other factors of the final tool formed. Taking the case of a tool for excavation as an example, in this case, it is necessary to improve the wear resistance of the base material. Therefore, it is necessary to uniformly disperse abrasive grains such as alumina and silicon carbide used in grinding tools in SUS430, tungsten-cobalt and tungsten-nickel alloys to prepare a material having extremely high wear resistance. Let's do it. More specifically, the composition material of the base material is, for example, 20% by volume of alumina abrasive grains with respect to SUS430 powder, 20% by volume of coated SUS430 powder with coated silicon carbide abrasive grains, and 90% by weight. % Tungsten and 10 wt% cobalt powder by volume ratio of 20% alumina abrasive grains, 90 wt% tungsten and 10 wt% cobalt powder by volume ratio of 20% silicon carbide abrasive grains, and 90 wt% tungsten 20% by volume of alumina abrasive grains based on 10% by weight nickel powder, 9
20% by volume of coated 0% by weight tungsten and 10% by weight nickel powder, such as coated silicon carbide abrasive grains,
Contains stainless steel material containing alumina abrasive grains, stainless steel material containing coated silicon carbide abrasive grains, tungsten-nickel and tungsten-cobalt alloy material containing alumina abrasive grains, or coated silicon carbide abrasive particles There are materials such as tungsten / nickel and tungsten / cobalt alloys.
【００１９】こうして母材２４の素材を特定した後に、
結合材２６を準備する。結合材には焼結収縮率を含む種
々の物理的特性の異なる２つの物質を互いに結合する機
能が要求される。これまでは、使用されるチップ材及び
母材の特性に関係なく、予め定められた既製の結合材を
使用していたため、しばしばチップ材と母材との境界面
に亀裂が入ることがあったことに鑑み、本件発明におけ
る結合材２６は、チップ材２２と母材２４との原料を、
例えば、５０％づつ配合した傾斜機能を有する素材によ
って構成する。即ち、例えば５０％のタングステンカー
バイト及びコバルト素材と、５０％の、ＳＵＳ４３０粉
末に対して体積比で２０％のアルミナ砥粒、ＳＵＳ４３
０粉末に対して体積比で２０％の被覆処理した炭化ケイ
素砥粒、９０重量％タングステンと１０重量％コバルト
粉末に対して体積比で２０％のアルミナ砥粒、９０重量
％タングステンと１０重量％コバルト粉末に対して体積
比で２０％の炭化ケイ素砥粒、９０重量％タングステン
と１０重量％ニッケル粉末に対して体積比で２０％のア
ルミナ砥粒、９０重量％タングステンと１０重量％ニッ
ケル粉末に対して体積比で２０％の被覆処理した炭化ケ
イ素砥粒等を含有する素材を用意し、これを寒天バイン
ダー中に均一に分散して傾斜機能を有するペレットに
し、このペレットを使用してチップ材２２と母材２４と
を繋ぐ所定の形状を有する傾斜機能結合材２６の成型品
を別の金型により予め成型する。好ましくは傾斜機能材
の配合比率や傾斜機能段階に応じて複数段階の成型品を
予め用意しておき、チップ材２２と母材２４との間に必
要な傾斜機能段階の結合材を選択して一個又は複数個挿
入するようにすれば作業はより迅速に達成出来よう。After specifying the material of the base material 24 in this way,
The binder 26 is prepared. The binder is required to have a function of bonding two substances having different physical properties including sintering shrinkage to each other. Up until now, regardless of the characteristics of the chip material and the base material used, a predetermined ready-made bonding material was used, so that a crack often occurred at the boundary surface between the chip material and the base material. In view of the above, the bonding material 26 in the present invention includes the raw materials of the chip material 22 and the base material 24,
For example, it is made of a material having a gradient function, which is compounded by 50% each. That is, for example, 50% tungsten carbide and cobalt material, and 50% by volume of 20% alumina abrasive grains to SUS430 powder, SUS43.
0% powder to 20% by volume coated silicon carbide abrasive, 90% by weight tungsten and 10% by weight cobalt powder to 20% by volume alumina abrasive, 90% by weight tungsten and 10% by weight 20% by volume silicon carbide abrasive grains to cobalt powder, 90% by weight tungsten and 10% nickel powder by weight to 20% alumina abrasive grains, 90% by weight tungsten and 10% nickel powder by weight. On the other hand, a material containing 20% by volume of coated silicon carbide abrasive grains and the like is prepared, and this is uniformly dispersed in an agar binder to obtain pellets having a gradient function. A molded product of the functionally graded bonding material 26 having a predetermined shape that connects the base material 22 and the base material 24 is molded in advance by another mold. Preferably, a plurality of stages of molded products are prepared in advance according to the blending ratio of the gradient functional material and the gradient functional step, and a necessary gradient functional step bonding material is selected between the chip material 22 and the base material 24. Work can be accomplished more quickly by inserting one or more.
【００２０】次いで予め成型しておいたチップ材２２を
図２に示す金型２８の空所部分３０へ配置する。該チッ
プ材２２を適切に所定位置へ配置した後、次いで、同様
に予め成型しておいた傾斜機能結合材２６を当該チップ
材２２に隣接した空所部分３２へ配置する。該傾斜機能
結合材２６を同様に適切に金型内の所定位置へ配置した
後、金型２８の温度を寒天バインダーの軟化温度である
９４〜９６゜Ｃに保持する。金型温度が所定の温度に達
した時点で先に準備した母材成型用ペレットを射出用ス
プルー３６から金型２８内の空所部分３４へ射出する。
所定の射出圧力をかけることによりチップ材２０と傾斜
機能結合材２２と母材２４とを一体化させる。その後に
金型に冷却水を通して成型品全体を冷却し、当該成型品
を金型から取り出す。取り出した成型品を公知に手段に
よって焼結する。焼結が完了した後、チップ材２２を研
削し仕上げるのである。Next, the preformed chip material 22 is placed in the void portion 30 of the mold 28 shown in FIG. After the chip material 22 is properly placed at a predetermined position, similarly, the pre-formed functionally graded bonding material 26 is also placed in the void portion 32 adjacent to the chip material 22. After the functionally graded bonding material 26 is similarly appropriately placed in a predetermined position in the mold, the temperature of the mold 28 is maintained at 94 to 96 ° C. which is the softening temperature of the agar binder. When the die temperature reaches a predetermined temperature, the previously prepared pellets for forming the base material are injected from the injection sprue 36 into the void portion 34 in the die 28.
By applying a predetermined injection pressure, the chip material 20, the functionally graded bonding material 22 and the base material 24 are integrated. Thereafter, cooling water is passed through the mold to cool the entire molded product, and the molded product is taken out of the mold. The molded product taken out is sintered by known means. After the sintering is completed, the chip material 22 is ground and finished.
【００２１】[0021]
【発明の効果】本発明によれば、チップ材及び母材の傾
斜機能を有する結合材によってチップ材と母材とが接合
しているためこれまでのようにチップ材と母材との間に
亀裂が入るということが防止されている。また、鋳込み
法や肉盛法等による従来の切削工具の製造方法に比較し
て、加熱処理が工程が少ないため、工具製造途中の熱に
よる合金の結晶構造や成分組成の変化が少ないことから
耐摩耗性を向上させられる。また、耐摩耗性の高い任意
の素材を選択出来ることから更に耐摩耗性の高い切削工
具が製造出来る。また、チップ材として使用されるタン
グステンカーバイト・コバルト合金等の超硬合金の熱変
性を小さくし、耐摩耗性の高い素材を母材として選択し
ながらチップ材との一体化が容易に達成出来、これによ
り切削工具の長寿命化を図ることが出来、さらにチップ
材として使用されるタングステンカーバイト及びコバル
ト粉末等の超硬合金用原料粉末を寒天バインダ−中に均
一分散したペレットにすることにより、所定の形状の金
型でチップ材を射出成型することが出来、またこれによ
り、大型で複雑な形状の切削工具も容易に製造出来るの
である。According to the present invention, since the chip material and the base material are joined by the bonding material having the inclination function of the chip material and the base material, the chip material and the base material are bonded to each other as before. Cracking is prevented. In addition, compared to conventional cutting tool manufacturing methods such as casting method and overlay method, the heat treatment has fewer steps, so there is less change in the crystal structure and component composition of the alloy due to heat during tool manufacturing. Wearability can be improved. Further, since any material having high wear resistance can be selected, a cutting tool having higher wear resistance can be manufactured. Also, the thermal denaturation of cemented carbide such as tungsten carbide / cobalt alloy used as the chip material is reduced, and integration with the chip material can be easily achieved while selecting a material with high wear resistance as the base material. By doing so, it is possible to extend the life of the cutting tool, and further, by forming raw material powder for cemented carbide such as tungsten carbide and cobalt powder used as chip material into pellets uniformly dispersed in the agar binder. The chip material can be injection-molded with a mold having a predetermined shape, and a cutting tool having a large size and a complicated shape can be easily manufactured.
【図１】本発明によって成型した切削工具の断面図であ
る。FIG. 1 is a cross-sectional view of a cutting tool molded according to the present invention.
【図２】本発明による切削工具を成型する金型の断面図
である。FIG. 2 is a sectional view of a mold for molding a cutting tool according to the present invention.
【図３】公知のチップ材と母材とから成る切削工具の断
面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a known cutting tool including a tip material and a base material.
１０：公知の切削工具 １２：チップ材 １４：母材 ２０：本件発明に
よる切削工具 ２２：チップ材 ２４：母材 ２６：結合材 ２８：金型 ３０：チップ材 ３２：結合材 ３４：母材 ３６：スプール10: Known cutting tool 12: Chip material 14: Base material 20: Cutting tool according to the present invention 22: Chip material 24: Base material 26: Bonding material 28: Mold 30: Chip material 32: Bonding material 34: Base material 36 :spool
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｅ２１Ｂ 10/46 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI technical display location E21B 10/46
Claims (10)
りなるチップ材と、アルミナ砥粒を含有するステンレス
系母材と、これらのチップ材及び母材を結合する結合材
と、から成る切削工具であって、該結合材が、タングス
テンカーバイト及びコバルトの性質とアルミナ砥粒を含
有するステンレス系母材の性質とを合わせ持つ傾斜機能
材により構成されていることを特徴とする切削工具。1. A cutting tool comprising a tip material made of tungsten carbide and cobalt, a stainless steel base material containing alumina abrasive grains, and a bonding material for bonding the chip material and the base material. A cutting tool characterized in that the binder is composed of a functionally graded material having both the properties of tungsten carbide and cobalt and the properties of a stainless steel base material containing alumina abrasive grains.
りなるチップ材と、被覆処理した炭化ケイ素砥粒を含有
するステンレス系母材と、これらのチップ材及び母材を
結合する結合材と、から成る切削工具であって、該結合
材が、タングステンカーバイト及びコバルトの性質と被
覆処理した炭化ケイ素砥粒を含有するステンレス系母材
の性質とを合わせ持つ傾斜機能材により構成されている
ことを特徴とする切削工具。2. A cutting tool comprising a tip material made of tungsten carbide and cobalt, a stainless steel base material containing coated silicon carbide abrasive grains, and a bonding material for bonding these tip material and the base material. The binding material is composed of a functionally graded material having the properties of tungsten carbide and cobalt and the properties of a stainless steel-based base material containing silicon carbide abrasive grains that have been coated. Cutting tools.
りなるチップ材と、アルミナ砥粒を含有するタングステ
ン・ニッケル及びタングステン・コバルト合金母材と、
これらのチップ材及び母材を結合する結合材と、から成
る切削工具であって、該結合材が、タングステンカーバ
イト及びコバルトの性質とアルミナ砥粒を含有するタン
グステン・ニッケル及びタングステン・コバルト合金と
の性質とを合わせ持つ傾斜機能材により構成されている
ことを特徴とする切削工具。3. A chip material made of tungsten carbide and cobalt, and a tungsten-nickel and tungsten-cobalt alloy base material containing alumina abrasive grains.
A cutting tool comprising a bonding material for bonding these tip material and base material, wherein the bonding material is tungsten-nickel and tungsten-cobalt alloy containing the properties of tungsten carbide and cobalt and alumina abrasive grains. A cutting tool that is composed of a functionally graded material that has the properties of
りなるチップ材と、被覆処理した炭化ケイ素砥粒を含有
するタングステン・ニッケル及びタングステン・コバル
ト合金母材と、これらのチップ材及び母材を結合する結
合材と、から成る切削工具であって、該結合材が、タン
グステンカーバイト及びコバルトの性質と被覆処理した
炭化ケイ素砥粒を含有するタングステン・ニッケル及び
タングステン・コバルト合金との性質とを合わせ持つ傾
斜機能材により構成されていることを特徴とする切削工
具。4. A tip material made of tungsten carbide and cobalt, a tungsten-nickel and tungsten-cobalt alloy base material containing coated silicon carbide abrasive grains, and a bonding material for connecting these tip material and base material. A cutting tool comprising: and a gradient function in which the binder combines the properties of tungsten carbide and cobalt with the properties of tungsten-nickel and tungsten-cobalt alloys containing coated silicon carbide abrasive grains. A cutting tool characterized by being made of a material.
て、該切削工具が、木工用、金属加工用、又は掘削工事
用の工具である請求項１〜４に記載の切削工具。5. The cutting tool according to any one of claims 1 to 4, wherein the cutting tool is a tool for woodworking, metal working, or excavation work.
ーバイト及びコバルト金属粉末物質を準備すること、母
材として使用するアルミナ砥粒を含有するステンレス系
砥粒物質を準備すること、これらのチップ材及び母材を
結合する結合材として使用するため、タングステンカー
バイト及びコバルト金属粉末とアルミナ砥粒を含有する
ステンレス系砥粒との性質とを合わせ持つ傾斜機能粉末
物質を準備すること、これらの３つの物質をそれぞれ寒
天バインダーを使用してペレットに成型すること、タン
グステンカーバイト及びコバルト金属粉末物質のペレッ
トによりチップ材を射出成型すること、タングステンカ
ーバイト及びコバルト金属粉末とアルミナ砥粒を含有す
るステンレス系砥粒との性質とを合わせ持つ傾斜機能粉
末物質のペレットにより結合材を射出成型すること、こ
れらのチップ材及び結合材の成型品を一つの金型に挿入
すること、その後アルミナ砥粒を含有するステンレス系
砥粒物質のペレットにより当該金型へ母材を射出成型す
ること、これら３つの複合物質から成る一体化した製品
を金型から取り出すこと、この一体化した製品を焼結す
ること、の諸段階から成る切削工具の製造方法。6. Preparing a tungsten carbide and a cobalt metal powder substance to be used as a tip material, preparing a stainless steel-based abrasive grain material containing alumina abrasive grains to be used as a base material, the tip material and the mother material. To prepare a functionally graded powder substance having the properties of tungsten carbide and cobalt metal powder and the properties of stainless steel-based abrasive grains containing alumina abrasive grains for use as a binding material for binding materials, these three substances To form pellets using agar binder, injection molding chip material with pellets of tungsten carbide and cobalt metal powder substance, stainless steel abrasive containing tungsten carbide and cobalt metal powder and alumina abrasive grains For functionally graded powder substance pellets that combine the properties of grains Injection molding of the bonding material, inserting the chip material and the molded product of the bonding material into one mold, and then the base material to the mold by the pellets of the stainless-based abrasive substance containing alumina abrasive grains. A method of manufacturing a cutting tool comprising the steps of: injection molding, removing an integrated product composed of these three composite materials from a mold, and sintering the integrated product.
ーバイト及びコバルト金属粉末物質を準備すること、母
材として使用する被覆処理した炭化ケイ素砥粒を含有す
るステンレス系砥粒物質を準備すること、これらのチッ
プ材及び母材を結合する結合材として使用するため、タ
ングステンカーバイト及びコバルト金属粉末と被覆処理
した炭化ケイ素砥粒を含有するステンレス系砥粒との性
質とを合わせ持つ傾斜機能粉末物質を準備すること、こ
れらの３つの物質をそれぞれ寒天バインダーを使用して
ペレットに成型すること、タングステンカーバイト及び
コバルト金属粉末物質のペレットによりチップ材を射出
成型すること、タングステンカーバイト及び被覆処理し
た炭化ケイ素砥粒を含有するステンレス系砥粒との性質
とを合わせ持つ傾斜機能粉末物質のペレットにより結合
材を射出成型すること、これらのチップ材及び結合材の
成型品を一つの金型に挿入すること、その後被覆処理し
た炭化ケイ素砥粒を含有するステンレス系砥粒物質のペ
レットにより当該金型へ母材を射出成型すること、これ
ら３つの複合物質から成る一体化した製品を金型から取
り出すこと、この一体化した製品を焼結すること、の諸
段階から成る切削工具の製造方法。7. Providing a tungsten carbide and cobalt metal powder material to be used as a chip material and a stainless steel abrasive material containing coated silicon carbide abrasive particles to be used as a base material. Prepare a functionally graded powder substance that combines the properties of tungsten carbide and cobalt metal powder with stainless steel-based abrasive grains containing silicon carbide abrasive grains that have been coated to be used as a bonding material that bonds the chip material and base material Forming these three materials into pellets using an agar binder, injection molding a chip material with pellets of tungsten carbide and cobalt metal powder material, tungsten carbide and coated silicon carbide Inclined with the properties of stainless steel abrasive grains containing abrasive grains Injection-molding a bonding material with pellets of a functional powder substance, inserting these chip materials and a molding product of the bonding material into one mold, and then a stainless-based abrasive material containing silicon carbide abrasive particles that have been coated. Injection molding of the base material into the mold with the pellets of, the removal of an integrated product of these three composite materials from the mold, and the sintering of this integrated product. Tool manufacturing method.
ーバイト及びコバルト金属粉末物質を準備すること、母
材として使用するアルミナ砥粒を含有するタングステン
・ニッケル及びタングステン・コバルト合金粉末物質を
準備すること、これらのチップ材及び母材を結合する結
合材として使用するため、タングステンカーバイト及び
コバルト金属粉末とアルミナ砥粒を含有するタングステ
ン・ニッケル及びタングステン・コバルト合金粉末との
性質とを合わせ持つ傾斜機能粉末物質を準備すること、
これらの３つの物質をそれぞれ寒天バインダーを使用し
てペレットに成型すること、タングステンカーバイト及
びコバルト金属粉末物質のペレットによりチップ材を射
出成型すること、タングステンカーバイト及びコバルト
金属粉末とアルミナ砥粒を含有するタングステン・ニッ
ケル及びタングステン・コバルト合金粉末との性質とを
合わせ持つ傾斜機能粉末物質のペレットにより結合材を
射出成型すること、これらのチップ材及び結合材の成型
品を一つの金型に挿入すること、その後アルミナ砥粒を
含有するタングステン・ニッケル及びタングステン・コ
バルト合金粉末物質のペレットにより当該金型へ母材を
射出成型すること、これら３つの複合物質から成る一体
化した製品を金型から取り出すこと、この一体化した製
品を焼結すること、の諸段階から成る切削工具の製造方
法。8. Preparing a tungsten carbide and a cobalt metal powder substance used as a chip material, a tungsten-nickel and a tungsten-cobalt alloy powder substance containing alumina abrasive grains used as a base material, and these. Functionally Graded Powder Material that Combines the Properties of Tungsten Carbide and Cobalt Metal Powder with Tungsten-Nickel and Tungsten-Cobalt Alloy Powder Containing Alumina Abrasive Grains for Use as a Bonding Material for Bonding the Chip Material and Base Material of To prepare,
Each of these three materials is molded into pellets using an agar binder, injection molding of chip material is performed using pellets of tungsten carbide and cobalt metal powder material, tungsten carbide and cobalt metal powder and alumina abrasive grains are used. Injection molding of binder with pellets of functionally graded powder material having properties of tungsten-nickel and tungsten-cobalt alloy powder contained, and insert these chips and binder into one mold And then injection-molding the base material into the mold with pellets of tungsten-nickel and tungsten-cobalt alloy powder material containing alumina abrasive grains, and forming an integrated product consisting of these three composite materials from the mold. Take out, sinter this integrated product Method of manufacturing a cutting tool consisting of various stages of.
ーバイト及びコバルト金属粉末物質を準備すること、母
材として使用する被覆処理した炭化ケイ素砥粒を含有す
るタングステン・ニッケル及びタングステン・コバルト
合金粉末物質を準備すること、これらのチップ材及び母
材を結合する結合材として使用するため、タングステン
カーバイト及びコバルト金属粉末と被覆処理した炭化ケ
イ素砥粒を含有するタングステン・ニッケル及びタング
ステン・コバルト合金粉末との性質とを合わせ持つ傾斜
機能粉末物質を準備すること、これらの３つの物質をそ
れぞれ寒天バインダーを使用してペレットに成型するこ
と、タングステンカーバイト及びコバルト金属粉末物質
のペレットによりチップ材を射出成型すること、タング
ステンカーバイト及びコバルト金属粉末と被覆処理した
炭化ケイ素砥粒を含有するタングステン・ニッケル及び
タングステン・コバルト合金粉末との性質とを合わせ持
つ傾斜機能粉末物質のペレットにより結合材を射出成型
すること、これらのチップ材及び結合材の成型品を一つ
の金型に挿入すること、その後被覆処理した炭化ケイ素
砥粒を含有するタングステン・ニッケル及びタングステ
ン・コバルト合金粉末物質のペレットにより当該金型へ
母材を射出成型すること、これら３つの複合物質から成
る一体化した製品を金型から取り出すこと、この一体化
した製品を焼結すること、の諸段階から成る切削工具の
製造方法。9. Preparing a tungsten carbide and a cobalt metal powder material to be used as a chip material, and a tungsten-nickel and tungsten-cobalt alloy powder material containing a coated silicon carbide abrasive grain to be used as a base material. Properties of tungsten carbide and cobalt metal powders and tungsten-nickel and tungsten-cobalt alloy powders containing coated silicon carbide abrasive grains for use as a bonding material for bonding these chip materials and base materials. To prepare a functionally graded powder material having both, and to form these three materials into pellets by using agar binder respectively, and to injection-mold chips with pellets of tungsten carbide and cobalt metal powder material. , Tungsten carbide and Injection-molding a binder from pellets of a functionally graded powder material having the properties of tungsten-nickel and tungsten-cobalt alloy powder containing coated metal powder and coated silicon carbide abrasive grains. And inserting the molded product of the binder into one mold, and then injection-molding the base material into the mold with the pellets of the tungsten-nickel and tungsten-cobalt alloy powder substance containing the coated silicon carbide abrasive grains. A method of manufacturing a cutting tool comprising the steps of: taking out an integrated product composed of these three composite materials from a mold; and sintering the integrated product.
法であって、別々の金型で成型した異なる組成の２つの
成型品を一つの金型内に挿入し、挿入した２つの成型品
が軟化する温度まで当該金型の温度を昇温させた後、更
に別の異なる組成の材料を当該金型内へ射出して前記異
なる組成の２つの成型品と一体化させることにより複合
粉末材料から成る切削工具の射出成型方法。10. The method for manufacturing a cutting tool according to claim 6, wherein two molded products having different compositions molded by different molds are inserted into one mold, and the two molded products are inserted. After raising the temperature of the mold to a temperature at which the product softens, another material having a different composition is injected into the mold to integrate the two molded products having the different compositions into a composite powder. Injection molding method for cutting tools made of materials.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16684794A JPH0825151A (en) | 1994-07-19 | 1994-07-19 | Cutting tool and manufacture thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16684794A JPH0825151A (en) | 1994-07-19 | 1994-07-19 | Cutting tool and manufacture thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0825151A true JPH0825151A (en) | 1996-01-30 |
Family
ID=15838759
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16684794A Pending JPH0825151A (en) | 1994-07-19 | 1994-07-19 | Cutting tool and manufacture thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0825151A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000076697A2 (en) * | 1999-06-15 | 2000-12-21 | Honeywell International Inc. | Co-sintering of similar materials |
| US8904800B2 (en) | 2007-06-29 | 2014-12-09 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Combustor heat shield with integrated louver and method of manufacturing the same |
| JP2017052087A (en) * | 2015-07-15 | 2017-03-16 | シーフォー・カーバイズ・リミテッドＣ４ Ｃａｒｂｉｄｅｓ Ｌｉｍｉｔｅｄ | Tool blade, method for manufacturing tool blade, and computer-readable medium |
| US10603765B2 (en) | 2010-05-20 | 2020-03-31 | Baker Hughes, a GE company, LLC. | Articles comprising metal, hard material, and an inoculant, and related methods |
-
1994
- 1994-07-19 JP JP16684794A patent/JPH0825151A/en active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000076697A2 (en) * | 1999-06-15 | 2000-12-21 | Honeywell International Inc. | Co-sintering of similar materials |
| WO2000076697A3 (en) * | 1999-06-15 | 2001-06-28 | Honeywell Int Inc | Co-sintering of similar materials |
| US8904800B2 (en) | 2007-06-29 | 2014-12-09 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Combustor heat shield with integrated louver and method of manufacturing the same |
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