WO2015075829A1 - Diamond-coated super hard tool - Google Patents
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Abstract
[Problem] To provide a diamond-coated super hard tool which enables simplification of the production process, while maintaining the adhesion of a diamond coating film.
[Solution] A diamond-coated super hard tool wherein the cobalt content in a cemented carbide constituting a tool main body (10) is set to be within the range from 0.2% by mass to 1.5% by mass (inclusive). Consequently, the adhesion of a diamond coating film can be maintained even in cases where a step for removing cobalt or nickel from the surface of the cemented carbide by immersing the cemented carbide in an acidic liquid is skipped, said step having been a pretreatment for diamond coating.
Description
本発明は、ダイヤモンド被膜超硬工具に関し、特に、ダイヤモンド被膜の密着力を維持しつつ、製造工程を簡素化できるダイヤモンド被膜超硬工具に関するものである。
The present invention relates to a diamond coated carbide tool, and more particularly to a diamond coated carbide tool capable of simplifying the manufacturing process while maintaining the adhesion of the diamond film.
超硬合金から構成される工具本体の表面にダイヤモンドを被膜することによって、耐摩耗性の向上が図られたダイヤモンド被膜超硬工具が知られている。
A diamond-coated cemented carbide tool is known in which wear resistance is improved by coating diamond on the surface of a tool body made of cemented carbide.
一方、気相合成法によって超硬合金にダイヤモンドを被膜する場合に、超硬合金に含有されるコバルトやニッケル等によってダイヤモンド粒子がグラファイト化されると、ダイヤモンド被膜の密着力が小さくなることも知られている。
On the other hand, when diamond is coated on a cemented carbide by vapor phase synthesis, it is also known that if diamond particles are graphitized by cobalt, nickel, etc. contained in the cemented carbide, the adhesion of the diamond coating is reduced. It has been.
これに対し、従来では、予め硫酸や硝酸などに超硬合金を含浸させる酸処理を施し、その酸処理によりコバルト等が除去された超硬合金の表層部分に対してダイヤモンドを被膜し、ダイヤモンド粒子のグラファイト化の抑制を図っていた。
In contrast, conventionally, acid treatment is performed in which a cemented carbide is impregnated with sulfuric acid or nitric acid in advance, and diamond is coated on the surface layer portion of the cemented carbide from which cobalt or the like has been removed by the acid treatment. The suppression of graphitization was attempted.
しかしながら、上述した従来の技術では、超硬合金に対して酸処理を施す工程が必要となる分、ダイヤモンドを被膜した超硬工具の製造工程が多くなるという問題点があった。
However, the above-described conventional technique has a problem in that the number of steps for manufacturing a cemented carbide tool coated with diamond increases because the step of performing an acid treatment on the cemented carbide is necessary.
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、ダイヤモンド被膜の密着力を維持しつつ、製造工程を簡素化できるダイヤモンド被膜超硬工具を提供することを目的としている。
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a diamond-coated carbide tool capable of simplifying the manufacturing process while maintaining the adhesion of the diamond coating.
請求項１記載のダイヤモンド被膜超硬工具によれば、超硬合金に含有されるコバルト又はニッケルの含有量が１．５質量％以下に設定されているので、超硬合金の表層からコバルト又はニッケルを除去する酸処理を施す工程を省略した場合であっても、超硬合金に対するダイヤモンド被膜の密着力の低下を抑制できる。即ち、ダイヤモンド被膜を施した超硬工具の製造工程を簡素化しつつ、ダイヤモンド被膜の密着力を維持できるという効果がある。
According to the diamond coated cemented carbide tool according to claim 1, since the content of cobalt or nickel contained in the cemented carbide is set to 1.5% by mass or less, cobalt or nickel from the surface layer of the cemented carbide is used. Even when the step of performing the acid treatment for removing the is omitted, it is possible to suppress a decrease in the adhesion of the diamond coating to the cemented carbide. That is, there is an effect that it is possible to maintain the adhesion of the diamond coating while simplifying the manufacturing process of the cemented carbide tool provided with the diamond coating.
また、超硬合金に含有されるコバルト又はニッケルの含有量が０．２質量％以上に設定されているので、含有されるコバルト又はニッケルの不足による超硬合金の脆化を防止できる。その結果、ダイヤモンド被膜の密着力を確保できるという効果がある。
In addition, since the content of cobalt or nickel contained in the cemented carbide is set to 0.2% by mass or more, embrittlement of the cemented carbide due to the lack of contained cobalt or nickel can be prevented. As a result, there is an effect that the adhesion of the diamond coating can be secured.
請求項２記載のダイヤモンド被膜超硬工具によれば、請求項１記載のダイヤモンド被膜超硬工具の奏する効果に加え、超硬合金を構成するタングステンカーバイトの原料粉の粒径が０．２μｍ以上に設定されているので、タングステンカーバイトの原料粉の粒径が小さいことに起因して発生する超硬合金の脆化を防止できるという効果がある。
According to the diamond coated cemented carbide tool according to claim 2, in addition to the effect exhibited by the diamond coated cemented carbide tool according to claim 1, the particle size of the raw material powder of tungsten carbide constituting the cemented carbide is 0.2 μm or more. Therefore, there is an effect that it is possible to prevent embrittlement of the cemented carbide due to the small particle size of the tungsten carbide raw material powder.
また、超硬合金を構成するタングステンカーバイトの原料粉の粒径が１．０μｍ以下に設定されているので、タングステンカーバイトの原料粉の粒径が大きいことに起因して発生する超硬合金の硬度の低下を回避できる。
Moreover, since the particle size of the tungsten carbide raw material powder constituting the cemented carbide is set to 1.0 μm or less, the cemented carbide generated due to the large particle size of the tungsten carbide raw material powder. The decrease in hardness can be avoided.
即ち、硬度の高い超硬合金に対してダイヤモンドを被膜することによって、ダイヤモンド被膜超硬工具の使用時において超硬合金の表面とダイやモンド被膜との境界に発生する剪断応力を抑制することができるので、超硬合金に対するダイヤモンド被膜の密着力を向上させることができるという効果がある。
In other words, by coating diamond on a hard alloy with high hardness, it is possible to suppress shear stress generated at the boundary between the surface of the cemented carbide and the die or mondo coating when using a diamond coated carbide tool. Therefore, there is an effect that the adhesion of the diamond coating to the cemented carbide can be improved.
請求項３記載のダイヤモンド被膜超硬工具によれば、請求項１又は２に記載のダイヤモンド被膜超硬工具の奏する効果に加え、超硬合金におけるタンタル、バナジウム、クロム、チタン、モリブデンのいずれかの炭化物の総含有量が０．１質量％以上に設定されているので、超硬合金の製造時における焼結や冷却によるタングステンカーバイトの粗大化に起因して超硬合金の硬度が低下することを抑制できるという効果がある。
According to the diamond coated carbide tool according to claim 3, in addition to the effect exhibited by the diamond coated carbide tool according to claim 1 or 2, any one of tantalum, vanadium, chromium, titanium, and molybdenum in the cemented carbide alloy. Since the total carbide content is set to 0.1% by mass or more, the hardness of the cemented carbide decreases due to the coarsening of tungsten carbide by sintering and cooling during the production of the cemented carbide. There is an effect that can be suppressed.
また、超硬合金におけるタンタル、バナジウム、クロム、チタン、モリブデンのいずれかの炭化物の総含有量が１．０質量％以下に設定されているので、それら炭化物の含有量の多さに起因して超硬合金が脆化することを回避できるという効果がある。
Moreover, since the total content of carbides of any one of tantalum, vanadium, chromium, titanium, and molybdenum in the cemented carbide is set to 1.0% by mass or less, it is caused by the large content of these carbides. There is an effect that the cemented carbide can be prevented from becoming brittle.
以下、本発明の好ましい実施形態について、添付図面を参照して説明する。まず、図１を参照して、エンドミル１００の構成について説明する。図１は、本発明の一実施の形態におけるエンドミル１００の正面図である。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. First, the configuration of the end mill 100 will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a front view of an end mill 100 according to an embodiment of the present invention.
図１に示すように、エンドミル１００は、ホルダ（図示せず）を介して加工機械（例えば、マシニングセンタ）から伝達される回転力によって、主に、金型等の３次元加工を行う用途に用いられる工具であり、軸心Ｏ回りに回転される工具本体１０と、その工具本体１０の先端側（図１右側）に設けられる刃部２０とを主に備えている。
As shown in FIG. 1, the end mill 100 is mainly used for three-dimensional processing such as a mold by a rotational force transmitted from a processing machine (for example, a machining center) via a holder (not shown). The tool main body 10 rotated around the axis O and the blade 20 provided on the tip side (right side in FIG. 1) of the tool main body 10 are mainly provided.
工具本体１０は、タングステンカーバイト（以下「ＷＣ」と称す）を焼結した超硬合金から構成され、軸心Ｏを有する円柱状に形成されている。
The tool body 10 is made of a cemented carbide obtained by sintering tungsten carbide (hereinafter referred to as “WC”), and is formed in a cylindrical shape having an axis O.
なお、工具本体１０を構成する超硬合金は、ＷＣの原料粉の平均粒径が０．５μｍ、結合相であるコバルトの含有量が０．５質量％、クロムの含有量が１．０質量％に設定されている。
In addition, the cemented carbide constituting the tool body 10 has an average particle diameter of WC raw material powder of 0.5 μm, a content of cobalt as a binder phase of 0.5 mass%, and a content of chromium of 1.0 mass. % Is set.
刃部２０は、工具本体１０を介して加工機械から伝達される回転力によって回転させつつ切削加工を行うための部位である。
The blade part 20 is a part for performing cutting while being rotated by the rotational force transmitted from the processing machine via the tool body 10.
また、刃部２０には、ダイヤモンドが被膜されている。これにより、刃部２０の硬度を高めることができると共に、耐摩耗性および耐溶着性の向上を図ることができる。
Further, the blade portion 20 is coated with diamond. Thereby, while being able to raise the hardness of the blade part 20, the improvement of abrasion resistance and welding resistance can be aimed at.
ここで、ダイヤモンドを被膜する際に、ダイヤモンド粒子が超硬合金に含有されるコバルトによってグラファイト化すると、ダイヤモンド被膜が剥がれやすくなる。
Here, when the diamond film is graphitized by cobalt contained in the cemented carbide when the diamond film is coated, the diamond film is easily peeled off.
そのため、従来では、ダイヤモンドを被膜する際の前処理として、超硬合金を酸性液に含浸させて超硬合金の表層からコバルトを除去する工程が必須であった。
Therefore, conventionally, as a pretreatment when coating diamond, a step of impregnating the cemented carbide with an acidic liquid to remove cobalt from the surface layer of the cemented carbide is essential.
即ち、従来では、エンドミル等の超硬工具の工具本体に使用される超硬合金には、５質量％程度のコバルトが含有されていた。よって、ダイヤモンド被膜超硬工具を製造する際には、超硬合金の表層からコバルトを除去する工程を経た後に、そのコバルトが除去された超硬合金の表層部分にダイヤモンドを被膜する必要があった。
In other words, conventionally, a cemented carbide used for a tool body of a cemented carbide tool such as an end mill has contained about 5% by mass of cobalt. Therefore, when manufacturing a diamond coated cemented carbide tool, it was necessary to coat diamond on the surface layer portion of the cemented carbide alloy from which the cobalt had been removed after the process of removing cobalt from the surface layer of the cemented carbide alloy. .
さらに、酸処理によって超硬合金の表層からコバルト又はニッケルを除去する場合では、酸処理を行った後の超硬合金（工具本体）の表層に含有されるコバルト又はニッケルの量が一定となるように調整することが困難であり、製品ごとにダイヤモンド被膜の密着力にばらつきが発生しやすくなる。また、酸処理によってコバルトやニッケルが過剰に除去されると、超硬合金が脆化し、超硬工具としての使用に耐えられなくなる。
Furthermore, when removing cobalt or nickel from the surface layer of the cemented carbide by acid treatment, the amount of cobalt or nickel contained in the surface layer of the cemented carbide (tool body) after the acid treatment is constant. It is difficult to make adjustments to each other, and the adhesion of the diamond coating tends to vary from product to product. Further, if cobalt or nickel is excessively removed by acid treatment, the cemented carbide becomes brittle and cannot be used as a cemented carbide tool.
これに対し、本実施の形態では、工具本体１０を構成する超硬合金は、コバルトの含有量が０．５質量％に設定されている。これにより、前処理としてコバルトを除去する作業を省略したとしても、ダイヤモンド被膜の密着力を確保できる。
In contrast, in the present embodiment, the cemented carbide constituting the tool body 10 has a cobalt content set to 0.5 mass%. Thereby, even if the operation | work which removes cobalt as a pretreatment is abbreviate | omitted, the adhesive force of a diamond film is securable.
さらに、酸処理によってコバルトの除去を行う場合のように、製品ごとでダイヤモンド被膜の密着力にばらつきが生じたり、コバルトの含有量が過剰に少なくなるといった不具合を抑制することができる。
Furthermore, as in the case of removing cobalt by acid treatment, it is possible to suppress problems such as variations in the adhesion of the diamond coating between products and excessive reduction of the cobalt content.
従って、ダイヤモンド被膜を施した超硬工具の製造工程を簡素化しつつ、ダイヤモンド被膜の密着力を維持することができる。
Therefore, the adhesion of the diamond coating can be maintained while simplifying the manufacturing process of the cemented carbide tool with the diamond coating.
また、超硬合金を構成するＷＣの原料粉の粒径が大きい場合には、超硬合金の硬度が低下し、変形しやすくなる。ダイヤモンド被膜は膜厚が薄いので、エンドミル１００の使用時において工具本体１０に変形が生じ、それに伴ってダイヤモンド被膜が変形すると、工具本体１０の表面とその表面に被膜されるダイヤモンド被膜との境界に剪断応力が発生する。
In addition, when the particle size of the WC raw material powder constituting the cemented carbide is large, the hardness of the cemented carbide is lowered and is likely to be deformed. Since the diamond coating is thin, the tool body 10 is deformed when the end mill 100 is used, and when the diamond coating is deformed, the diamond coating is formed at the boundary between the surface of the tool body 10 and the diamond coating coated on the surface. Shear stress is generated.
一方、ＷＣの原料粉の粒径が小さい超硬合金を製造する場合には、ＷＣの原料粉の粒径が大きい超硬合金を製造する場合と比べて、多量の添加物が必要となり、その添加物に起因して超硬合金が脆化する。
On the other hand, when producing a cemented carbide with a small particle size of the WC raw material powder, a larger amount of additive is required than when producing a cemented carbide with a large particle size of the WC raw material powder. The cemented carbide becomes brittle due to the additive.
これに対し、本実施の形態では、ＷＣの原料粉の平均粒径が０．５μｍに設定されている。これにより、工具本体１０の硬度を確保できるので、工具本体１０（刃部２０）に対するダイヤモンド被膜の密着力を向上させることができる。
On the other hand, in this embodiment, the average particle diameter of the WC raw material powder is set to 0.5 μm. Thereby, since the hardness of the tool main body 10 is securable, the adhesive force of the diamond film with respect to the tool main body 10 (blade part 20) can be improved.
なお、本実施の形態における工具本体１０に使用される超硬合金には、クロムが１．０質量％含有されているが、クロム以外の炭化物、例えば、タンタル、バナジウム、チタン、モリブデン等の炭化物が含有されていてもよい。
The cemented carbide used for the tool body 10 in the present embodiment contains 1.0% by mass of chromium, but carbides other than chromium, for example, carbides such as tantalum, vanadium, titanium, and molybdenum. May be contained.
この場合、超硬合金に含有される上記した炭化物の量は、０．１質量％以上かつ１．０質量％以下に設定されることが望ましい。
In this case, the amount of the above-described carbide contained in the cemented carbide is preferably set to 0.1% by mass or more and 1.0% by mass or less.
即ち、上記した炭化物の含有量が０．１質量％未満の場合では、超硬合金を製造するにあたり、焼結工程においてＷＣがコバルトに溶融し、冷却工程においてコバルトからＷＣが折出する際に、ＷＣが結晶化して粗大化される。このＷＣの粗大化によって超硬合金の硬度が低下するため、超硬合金（工具本体１０）に対するダイヤモンド被膜の密着力が低下する。
That is, when the carbide content is less than 0.1% by mass, when producing a cemented carbide, WC melts into cobalt in the sintering process, and WC breaks out from cobalt in the cooling process. , WC is crystallized and coarsened. Since the hardness of the cemented carbide decreases due to the coarsening of the WC, the adhesion of the diamond coating to the cemented carbide (tool body 10) decreases.
一方、上記した炭化物の含有量が１．０質量％を超える場合では、炭化物の含有量の多さに起因して超硬合金が脆化する。
On the other hand, when the carbide content exceeds 1.0% by mass, the cemented carbide becomes brittle due to the high carbide content.
よって、超硬合金に含有される炭化物の含有量が、０．１質量％以上かつ１．０質量％以下に設定されることで、ダイヤモンド被膜の密着力を維持できると共に、超硬合金の脆化を抑制できる。
Therefore, when the carbide content in the cemented carbide is set to 0.1% by mass or more and 1.0% by mass or less, the adhesion of the diamond coating can be maintained and the brittleness of the cemented carbide is reduced. Can be suppressed.
次に、図２を参照して、ダイヤモンド被膜の耐久試験１～３の試験結果について説明する。図２は、耐久試験の試験結果を示す表である。
Next, the test results of the durability tests 1 to 3 of the diamond coating will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a table showing test results of the durability test.
まず、耐久試験１では、本実施の形態におけるエンドミル１００の工具本体１０に使用されている超硬合金にダイヤモンドを被膜したもの（以下「本発明品」と称す）と、ＷＣ粒径が１．２μｍ、結合相であるコバルトの含有量が５．０質量％、クロムの含有量が１．０質量％である超硬合金にダイヤモンドを被膜したもの（以下「従来品」と称す）とに対し、ダイヤモンド被膜の膜厚が１０μｍである位置に＃１８０のＳｉＣを投射メディアとしてゲージ圧３ｂａｒで照射し、ダイヤモンド被膜が剥がれるまでの耐久時間を計測した。
First, in the durability test 1, a cemented carbide used in the tool body 10 of the end mill 100 according to the present embodiment is coated with diamond (hereinafter referred to as “the product of the present invention”) and a WC particle size of 1. Compared to 2 μm, cemented carbide with a cobalt content of 5.0 mass% and a chromium content of 1.0 mass% coated with diamond (hereinafter referred to as “conventional product”) The position where the film thickness of the diamond film was 10 μm was irradiated with SiC of # 180 as a projection medium at a gauge pressure of 3 bar, and the durability time until the diamond film was peeled off was measured.
図２（ａ）に示すように、従来品では、ダイヤモンド被膜が剥がれるまでの耐久時間（以下「耐久時間」と称す）が４０秒であったに対し、本発明品では、耐久時間が６１０秒であり、ダイヤモンド被膜の密着力が飛躍的に向上した。
As shown in FIG. 2 (a), in the conventional product, the durability time until the diamond film was peeled off (hereinafter referred to as "durability time") was 40 seconds, whereas in the present invention product, the durability time was 610 seconds. Thus, the adhesion of the diamond coating was dramatically improved.
次に、耐久試験２として、ＷＣの原料粉の粒径とクロムの含有量とが本発明品と同等であって、結合相であるコバルトの含有量がそれぞれ異なる複数の超硬合金に対してダイヤモンドを被膜したものに対し、耐久試験１の場合と同様の方法で、ダイヤモンド被膜が剥がれるまでの耐久時間を計測した。なお、計測した耐久時間が従来品の１０倍以上（４００秒以上）の場合には、表の結果欄に◎印を付し、計測した耐久時間が従来品の１．５倍以上かつ１０倍未満（６０秒以上かつ４００秒未満）の場合には○印を付し、計測した耐久時間が従来品の１倍以上かつ１．５倍未満（４０秒以上６０秒未満）の場合には△印を付し、計測した耐久時間が従来品よりも短い場合（４０秒未満）には×印をそれぞれ付している。
Next, as a durability test 2, for a plurality of cemented carbides in which the particle size of the WC raw material powder and the chromium content are the same as those of the present invention, and the content of cobalt as the binder phase is different. For the diamond coated film, the durability time until the diamond film was peeled off was measured in the same manner as in the durability test 1. If the measured durability time is 10 times or more (400 seconds or more) of the conventional product, the result column in the table is marked with ◎, and the measured durability time is 1.5 times or more and 10 times that of the conventional product. Less than (less than 60 seconds and less than 400 seconds), and △ when the measured durability is 1 to 1.5 times (40 seconds to less than 60 seconds) When the measured durability time is shorter than that of the conventional product (less than 40 seconds), an X mark is assigned respectively.
図２（ｂ）に示すように、試験品１－１及び試験品１－２では、従来品よりも耐久時間が長くなったものの、その耐久時間の伸びは従来品の１．５倍未満であった。これは、従来品よりは少ないものの、超硬合金に含有されるコバルトによってダイヤモンドがグラファイト化したことが原因として考えられる。
As shown in FIG. 2 (b), in the test product 1-1 and the test product 1-2, although the durability time was longer than that of the conventional product, the increase in the durability time was less than 1.5 times that of the conventional product. there were. Although this is less than the conventional product, it is considered that diamond is graphitized by cobalt contained in the cemented carbide.
一方、試験品１－３～試験品１－７では、耐久時間の伸びが従来品の１．５倍以上であり、超硬合金の表層からコバルトを除去する工程を省略した場合であっても、ダイヤモンド被膜の密着力が従来品よりも高くなったと判断できる。特に、試験品１－６及び試験品１－７では耐久時間の伸びが従来品の１０倍以上であり、従来品よりもダイヤモンド被膜の密着力が飛躍的に向上した。
On the other hand, in the test products 1-3 to 1-7, the elongation of the durability time is 1.5 times or more that of the conventional product, and even when the step of removing cobalt from the surface layer of the cemented carbide is omitted. It can be judged that the adhesion of the diamond coating is higher than that of the conventional product. In particular, in the test products 1-6 and 1-7, the elongation of the durability time was 10 times or more that of the conventional product, and the adhesion of the diamond coating was dramatically improved as compared with the conventional product.
一方、試験品１－８では、コバルトの含有量が０．１質量％の場合では、耐久時間が従来品よりも低下した。これは、超硬合金に含有されるコバルトが少なすぎたために、超硬合金が脆化したことが原因であると考えられる。
On the other hand, in the test product 1-8, when the cobalt content was 0.1% by mass, the durability time was lower than that of the conventional product. This is considered to be because the cemented carbide was embrittled because there was too little cobalt contained in the cemented carbide.
なお、図示しないが、コバルトの代わりにニッケルを結合相とした超硬合金を使用して上記耐久試験１と同様の耐久試験を行ったところ、耐久試験１と同様の結果が得られた。
Although not shown, when a durability test similar to the above durability test 1 was performed using a cemented carbide with nickel as a binder phase instead of cobalt, the same result as the durability test 1 was obtained.
以上のように、超硬合金に含有されるコバルト又はニッケルの量を０．２質量％以上かつ１．５重量％以下の範囲内に設定することにより、超硬合金の表層からコバルト又はニッケルを除去する工程を省略した場合であっても、超硬合金に対するダイヤモンド被膜の密着力を維持できる。
As described above, by setting the amount of cobalt or nickel contained in the cemented carbide within the range of 0.2% by mass or more and 1.5% by weight or less, cobalt or nickel is removed from the surface layer of the cemented carbide. Even when the step of removing is omitted, the adhesion of the diamond coating to the cemented carbide can be maintained.
次に、耐久試験３として、結合相であるコバルトの含有量とクロムの含有量とが本発明品と同等であって、ＷＣの原料粉の粒径がそれぞれ異なる複数の超硬合金に対してダイヤモンドを被膜したものに対し、上記耐久試験１及び耐久試験２の場合と同様の方法で、ダイヤモンド被膜が剥がれるまでの耐久時間を計測した。
Next, as a durability test 3, for a plurality of cemented carbides in which the content of cobalt as a binder phase and the content of chromium are equivalent to those of the present invention, and the particle diameters of WC raw material powders are different from each other. With respect to the diamond-coated material, the durability time until the diamond film was peeled off was measured by the same method as in the above durability test 1 and durability test 2.
図２（ｃ）に示すように、試験品２－１では、耐久時間が従来品よりも低下した。これは、ＷＣの原料粉の粒径を小さくしたことにより、超硬合金を製造する際に使用された多量の添加物に起因して、ダイヤモンド被膜の超硬合金に対する密着力が低下したと考えられる。
As shown in FIG. 2 (c), in the test product 2-1, the durability time was lower than that in the conventional product. This is because the adhesion of the diamond coating to the cemented carbide decreased due to the large amount of additives used in producing the cemented carbide by reducing the particle size of the WC raw material powder. It is done.
これに対し、試験品２－２～試験品２－５では、耐久時間が従来品の１．５倍以上であり、超硬合金の表層からコバルトを除去する工程を省略した場合であっても、ダイヤモンド被膜の密着力が従来品よりも高くなったと判断できる。特に、試験品２－２及び試験品２－３では耐久時間の伸びが従来品の１０倍以上であり、ダイヤモンド被膜の密着力が飛躍的に向上した。
On the other hand, in the test products 2-2 to 2-5, the durability time is 1.5 times or more that of the conventional product, and even when the step of removing cobalt from the surface layer of the cemented carbide is omitted. It can be judged that the adhesion of the diamond coating is higher than that of the conventional product. In particular, the test product 2-2 and the test product 2-3 had an endurance time increase of more than 10 times that of the conventional product, and the adhesion of the diamond coating was dramatically improved.
一方、試験品２－６及び試験品２－７では、従来品よりも耐久時間が長くなったものの、その耐久時間の伸びは従来品の１．５倍未満であった。これは、ＷＣ原料粉の粒径が大きくなったことにより、超硬合金の硬度が低下したため、ダイヤモンド被膜の密着力を十分に維持することができなかったと考えられる。
On the other hand, in the test products 2-6 and 2-7, although the durability time was longer than that of the conventional product, the elongation of the durability time was less than 1.5 times that of the conventional product. This is probably because the adhesion of the diamond coating could not be sufficiently maintained because the hardness of the cemented carbide decreased due to the increase in the particle size of the WC raw material powder.
以上のように、超硬合金を構成するＷＣの原料粉の粒径を０．２μｍ以上かつ１．０μｍ以下の範囲内に設定することにより、超硬合金に対するダイヤモンド被膜の密着力を向上させることができる。
As described above, the adhesion of the diamond coating to the cemented carbide is improved by setting the particle size of the WC raw material powder constituting the cemented carbide within the range of 0.2 μm or more and 1.0 μm or less. Can do.
以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。
The present invention has been described above based on the embodiments. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and various improvements and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. It can be easily guessed.
上記実施の形態で挙げた数値は一例であり、他の数値を採用することは当然可能である。特に、下限および上限を指定した数値範囲により特定される値は、その数値範囲内であれば、いずれの値を採用することも可能である。
The numerical values given in the above embodiment are merely examples, and other numerical values can naturally be adopted. In particular, any value can be adopted as the value specified by the numerical range in which the lower limit and the upper limit are specified as long as the value is within the numerical range.
上記実施の形態では、ダイヤモンドが被膜された超硬工具の一例として、エンドミル１００を例示したが、必ずしもこれに限られるものではなく、他の超硬工具、例えば、バイト、フライス、ドリル、リーマー、タップ、ホブ、ピニオンカッタ、ダイス、ブローチ、スローアウェイチップなどに本発明を適用してもよい。
In the above-described embodiment, the end mill 100 is illustrated as an example of a carbide tool coated with diamond. However, the present invention is not necessarily limited thereto, and other carbide tools such as a bite, a milling cutter, a drill, a reamer, The present invention may be applied to a tap, a hob, a pinion cutter, a die, a broach, a throw-away chip, and the like.
１００ エンドミル（ダイヤモンド被膜超硬工具）
１０ 工具本体
２０ 刃部
Ｏ 軸心 100 end mill (diamond coated carbide tool)
10Tool body 20 Blade part O Axis center
１０ 工具本体
２０ 刃部
Ｏ 軸心 100 end mill (diamond coated carbide tool)
10
Claims (3)
- 超硬合金にダイヤモンドを被膜したダイヤモンド被膜超硬工具において、
前記超硬合金は、コバルト又はニッケルの含有量が０．２質量％以上かつ１．５質量％以下の範囲内に設定されていることを特徴とするダイヤモンド被膜超硬工具。 In a diamond coated carbide tool in which diamond is coated on a cemented carbide,
The cemented carbide alloy is characterized in that the cobalt or nickel content is set in the range of 0.2 mass% or more and 1.5 mass% or less. - 前記超硬合金は、タングステンカーバイトの原料粉の粒径が０．２μｍ以上かつ１．０μｍ以下の範囲内に設定されていることを特徴とする請求項１記載のダイヤモンド被膜超硬工具。 2. The diamond-coated carbide tool according to claim 1, wherein the cemented carbide has a tungsten carbide raw material powder having a particle size of 0.2 μm or more and 1.0 μm or less.
- 前記超硬合金は、タンタル、バナジウム、クロム、チタン、モリブデンのいずれかの炭化物の総含有量が０．１質量％以上かつ１．０質量％以下の範囲内に設定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のダイヤモンド被膜超硬工具。 The cemented carbide is characterized in that the total content of carbides of any one of tantalum, vanadium, chromium, titanium, and molybdenum is set in a range of 0.1 mass% or more and 1.0 mass% or less. The diamond-coated carbide tool according to claim 1 or 2.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114227391A (en) * | 2021-12-21 | 2022-03-25 | 江西晶耀科技有限公司 | Chemical mechanical grinding pretreatment process for preparing diamond-coated cutter |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH10158839A (en) * | 1996-10-03 | 1998-06-16 | Hitachi Tool Eng Co Ltd | Coated cemented carbide |
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2013
- 2013-11-25 WO PCT/JP2013/081591 patent/WO2015075829A1/en active Application Filing
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