JP2815533B2 - フライス加工用切削装置 - Google Patents
フライス加工用切削装置Info
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- JP2815533B2 JP2815533B2 JP28474693A JP28474693A JP2815533B2 JP 2815533 B2 JP2815533 B2 JP 2815533B2 JP 28474693 A JP28474693 A JP 28474693A JP 28474693 A JP28474693 A JP 28474693A JP 2815533 B2 JP2815533 B2 JP 2815533B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、ステンレス等
の切削に適する炭化タングステン基超硬合金のチップと
ホルダーとを有するフライス加工用切削装置に関する。
の切削に適する炭化タングステン基超硬合金のチップと
ホルダーとを有するフライス加工用切削装置に関する。
【０００２】
【従来技術】従来から、金属の切削加工のチップに広く
用いられている超硬合金は、炭化タングステンを主体と
する硬質相と、コバルト等の鉄族金属の結合相からなる
ＷＣ−Ｃｏ系合金、もしくは上記ＷＣ−Ｃｏ系に周期律
表第４ａ、５ａ、６ａ族金属の炭化物、窒化物、炭窒化
物等を添加した系が知られている。これらの超硬合金
は、切削工具のチップとして、主に鋳鉄や炭素鋼等の切
削に適用されているが、最近ではステンレスの切削への
適用も進められている。このステンレスは、耐食性、耐
銹性、耐酸化性、耐熱性に優れるといった特性を有する
ため、最近幅広い分野で応用され、加工量も年々増加し
ている。また、加工硬化の発生、低熱伝導率、工具材料
との親和性が高い、という性質を持つために難削性の金
属材料の代表と言われており、切削加工、特にフライス
加工の分野では問題が多いのが現状である。
用いられている超硬合金は、炭化タングステンを主体と
する硬質相と、コバルト等の鉄族金属の結合相からなる
ＷＣ−Ｃｏ系合金、もしくは上記ＷＣ−Ｃｏ系に周期律
表第４ａ、５ａ、６ａ族金属の炭化物、窒化物、炭窒化
物等を添加した系が知られている。これらの超硬合金
は、切削工具のチップとして、主に鋳鉄や炭素鋼等の切
削に適用されているが、最近ではステンレスの切削への
適用も進められている。このステンレスは、耐食性、耐
銹性、耐酸化性、耐熱性に優れるといった特性を有する
ため、最近幅広い分野で応用され、加工量も年々増加し
ている。また、加工硬化の発生、低熱伝導率、工具材料
との親和性が高い、という性質を持つために難削性の金
属材料の代表と言われており、切削加工、特にフライス
加工の分野では問題が多いのが現状である。
【０００３】一方、ＷＣ−Ｃｏ系の超硬合金において、
合金中の炭素量は、合金全体の特性を大きく左右する要
因であることから、製造上細かな制御が行われている。
一般に、この炭素量は、各金属元素の炭化物としての化
学量論組成になる量で添加されるが、その炭素量が多い
場合、合金中には遊離炭素が析出し、逆に炭素が少ない
場合には、合金中に炭素が少ないＣｏ3 Ｗ3 Ｃ、Ｃｏ6
Ｗ6 Ｃ、Ｃｏ2 Ｗ4 Ｃ、Ｃｏ3 Ｗ9 Ｃ4 （以下、コバル
トタングステン炭化物と総称する）等が析出する。通
常、合金の特性の面から、上述したような遊離炭素また
はコバルトタングステン炭化物等を含まない、いわゆる
健全組織がチップに一般的に使用されている。これは、
遊離炭素やコバルトタングステン炭化物が破壊の起源と
なり易く、チップの切削特性を低下させると考えられて
きたためである。
合金中の炭素量は、合金全体の特性を大きく左右する要
因であることから、製造上細かな制御が行われている。
一般に、この炭素量は、各金属元素の炭化物としての化
学量論組成になる量で添加されるが、その炭素量が多い
場合、合金中には遊離炭素が析出し、逆に炭素が少ない
場合には、合金中に炭素が少ないＣｏ3 Ｗ3 Ｃ、Ｃｏ6
Ｗ6 Ｃ、Ｃｏ2 Ｗ4 Ｃ、Ｃｏ3 Ｗ9 Ｃ4 （以下、コバル
トタングステン炭化物と総称する）等が析出する。通
常、合金の特性の面から、上述したような遊離炭素また
はコバルトタングステン炭化物等を含まない、いわゆる
健全組織がチップに一般的に使用されている。これは、
遊離炭素やコバルトタングステン炭化物が破壊の起源と
なり易く、チップの切削特性を低下させると考えられて
きたためである。
【０００４】これに対して、特公昭６３−２７４２１号
では、これまでの考え方に反し、Ｃｏ3 Ｗ3 Ｃの析出を
積極的に促進させた超硬合金が提案され、これによりス
テンレス等の難削性被削材の切削時の耐摩耗性が向上す
ると提案されている。
では、これまでの考え方に反し、Ｃｏ3 Ｗ3 Ｃの析出を
積極的に促進させた超硬合金が提案され、これによりス
テンレス等の難削性被削材の切削時の耐摩耗性が向上す
ると提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする問題点】しかしながら、従来
の健全合金からなる超硬合金製チップでステンレスを切
削加工すると、チップの摩耗が急激に進行したり、溶着
が原因と考えられる欠損が発生して被削材の加工面状態
が悪化し、短時間の内に工具寿命となり、良好な切削が
できないという問題があった。
の健全合金からなる超硬合金製チップでステンレスを切
削加工すると、チップの摩耗が急激に進行したり、溶着
が原因と考えられる欠損が発生して被削材の加工面状態
が悪化し、短時間の内に工具寿命となり、良好な切削が
できないという問題があった。
【０００６】また、特公昭６３−２７４２１号によれ
ば、ステンレスの切削に対して機械的な強度が不充分で
あり、工具に用いた場合に切削中に欠損を生じ、早々に
工具寿命に到り、良好な切削特性を得るに至っていな
い。
ば、ステンレスの切削に対して機械的な強度が不充分で
あり、工具に用いた場合に切削中に欠損を生じ、早々に
工具寿命に到り、良好な切削特性を得るに至っていな
い。
【０００７】さらに、上記のような超硬合金製のチップ
をフライス加工用チップとして用いる場合には、ホルダ
ーにチップを装着して使用されるが、この際におけるア
キシャルレーキ角は２５度以下程度に設定される。一般
に、このアキシャルレーキ角は大きくなるに従い、切削
抵抗が小さくなり、切削中の被削材の変形、切削中のび
びりの発生を低減できるものの、過度に大きくするとチ
ップ刃先の厚みが薄くなるためにチップが欠損し易くな
るという問題があった。例えば、最近では、被削材が主
に軽量化のために薄肉化する傾向にあり、上記のように
アキシャルレーキ角を２５度よりも大きくすると、切削
抵抗が大きくなり、切削中に被削材が変形したり、また
切削中にびびりが発生し、仕上面の品質が低下するとい
う問題があった。そこで、通常、このアキシャルレーキ
角はせいぜい２５度までとされており、これを越えるよ
うな設定での切削も一部行われているものの、切削寿命
が非常に短いものであった。
をフライス加工用チップとして用いる場合には、ホルダ
ーにチップを装着して使用されるが、この際におけるア
キシャルレーキ角は２５度以下程度に設定される。一般
に、このアキシャルレーキ角は大きくなるに従い、切削
抵抗が小さくなり、切削中の被削材の変形、切削中のび
びりの発生を低減できるものの、過度に大きくするとチ
ップ刃先の厚みが薄くなるためにチップが欠損し易くな
るという問題があった。例えば、最近では、被削材が主
に軽量化のために薄肉化する傾向にあり、上記のように
アキシャルレーキ角を２５度よりも大きくすると、切削
抵抗が大きくなり、切削中に被削材が変形したり、また
切削中にびびりが発生し、仕上面の品質が低下するとい
う問題があった。そこで、通常、このアキシャルレーキ
角はせいぜい２５度までとされており、これを越えるよ
うな設定での切削も一部行われているものの、切削寿命
が非常に短いものであった。
【０００８】
【問題点を解決するための手段】本発明者等は、上記の
問題点について検討を重ねた結果、超硬合金組織内にコ
バルトタングステン炭化物を極微量析出させて分散しチ
ップを作成することにより、優れた機械的強度を有する
とともにステンレスの切削加工に対して優れた耐摩耗
性、耐欠損性を有するチップが得られ、さらに、このチ
ップをホルダーに装着した際のアキシャルレーキ角が２
５度以上の条件下においても、フライス加工で良好な切
削性能と切削寿命が得られることを知見し、本発明に至
った。
問題点について検討を重ねた結果、超硬合金組織内にコ
バルトタングステン炭化物を極微量析出させて分散しチ
ップを作成することにより、優れた機械的強度を有する
とともにステンレスの切削加工に対して優れた耐摩耗
性、耐欠損性を有するチップが得られ、さらに、このチ
ップをホルダーに装着した際のアキシャルレーキ角が２
５度以上の条件下においても、フライス加工で良好な切
削性能と切削寿命が得られることを知見し、本発明に至
った。
【０００９】即ち、本発明のフライス加工用切削装置
は、チップとホルダーとを備えたフライス加工用切削工
具であって、前記チップを前記ホルダーに装着した際に
おけるアキシャルレーキ角が２５度以上であり、かつ、
前記チップが、硬質相成分として炭化タングステンを、
結合相成分としてコバルトをそれぞれ含み、かつＣｏ3
Ｗ3 Ｃ、Ｃｏ6 Ｗ6 Ｃ、Ｃｏ2 Ｗ4 ＣおよびＣｏ3 Ｗ9
Ｃ4 から選ばれる少なくとも１種のコバルトタングステ
ン炭化物を含有する超硬合金により形成されるととも
に、Ｘ線回折測定で前記コバルトタングステン炭化物の
Ｃｏ3 Ｗ3 Ｃの（３３３）と（５１１）の合成ピーク、
Ｃｏ6 Ｗ6 Ｃの（３３３）と（５１１）の合成ピーク、
Ｃｏ2 Ｗ4 Ｃの（３３３）と（５１１）の合成ピークお
よびＣｏ3 Ｗ9 Ｃ4 の（３０１）のピークのうちの最大
ピークの強度をＩ1 、ＷＣの（００１）のピーク強度を
Ｉ2 とした時、Ｉ1 ／Ｉ2 で表されるピーク強度比が０
より大きく、０．１５以下であるものである。
は、チップとホルダーとを備えたフライス加工用切削工
具であって、前記チップを前記ホルダーに装着した際に
おけるアキシャルレーキ角が２５度以上であり、かつ、
前記チップが、硬質相成分として炭化タングステンを、
結合相成分としてコバルトをそれぞれ含み、かつＣｏ3
Ｗ3 Ｃ、Ｃｏ6 Ｗ6 Ｃ、Ｃｏ2 Ｗ4 ＣおよびＣｏ3 Ｗ9
Ｃ4 から選ばれる少なくとも１種のコバルトタングステ
ン炭化物を含有する超硬合金により形成されるととも
に、Ｘ線回折測定で前記コバルトタングステン炭化物の
Ｃｏ3 Ｗ3 Ｃの（３３３）と（５１１）の合成ピーク、
Ｃｏ6 Ｗ6 Ｃの（３３３）と（５１１）の合成ピーク、
Ｃｏ2 Ｗ4 Ｃの（３３３）と（５１１）の合成ピークお
よびＣｏ3 Ｗ9 Ｃ4 の（３０１）のピークのうちの最大
ピークの強度をＩ1 、ＷＣの（００１）のピーク強度を
Ｉ2 とした時、Ｉ1 ／Ｉ2 で表されるピーク強度比が０
より大きく、０．１５以下であるものである。
【００１０】以下、本発明を詳述する。本発明のフライ
ス加工用切削装置は、チップとホルダーとを備えたフラ
イス加工用切削装置であり、チップをホルダーに装着し
た際におけるアキシャルレーキ角が２５度以上に設定さ
れる。
ス加工用切削装置は、チップとホルダーとを備えたフラ
イス加工用切削装置であり、チップをホルダーに装着し
た際におけるアキシャルレーキ角が２５度以上に設定さ
れる。
【００１１】アキシャルレーキ角を２５度以上としたの
は、アキシャルレーキ角が２５度よりも小さいと、切削
抵抗が大きくなり、例えば、薄肉の被削材を加工する場
合には被削材が変形したり、また、切削中にびびりが発
生し、仕上面の品質が低下するからである。
は、アキシャルレーキ角が２５度よりも小さいと、切削
抵抗が大きくなり、例えば、薄肉の被削材を加工する場
合には被削材が変形したり、また、切削中にびびりが発
生し、仕上面の品質が低下するからである。
【００１２】そして、上記のようにアキシャルレーキ角
を２５度以上とすると、チップ先端に無理な力が作用す
るとともにチップの肉厚が薄くなり折損する虞がある
が、このような折損をなるべく低減するため、本発明に
おけるチップは超硬合金からなり、コバルトタングステ
ン炭化物を有し、コバルトタングステン炭化物とＷＣの
ピーク強度比が特定の範囲のものを使用する。即ち、本
発明のフライス加工用切削装置のチップは、硬質相と結
合相で構成されており、硬質相は炭化タングステン、ま
たは炭化タングステンの５〜１５重量％を周期律表第４
ａ、５ａ、６ａ族金属の炭化物、窒化物、炭窒化物で置
換したものからなり、炭化タングステン以外の成分が配
合される場合、硬質相は、複合炭化物固溶体あるいは複
合炭窒化固溶体からなる。また結合相は、Ｃｏ等の鉄族
金属を主成分とするもので、Ｃｏは全量中に５〜１５重
量％の割合で含有される。
を２５度以上とすると、チップ先端に無理な力が作用す
るとともにチップの肉厚が薄くなり折損する虞がある
が、このような折損をなるべく低減するため、本発明に
おけるチップは超硬合金からなり、コバルトタングステ
ン炭化物を有し、コバルトタングステン炭化物とＷＣの
ピーク強度比が特定の範囲のものを使用する。即ち、本
発明のフライス加工用切削装置のチップは、硬質相と結
合相で構成されており、硬質相は炭化タングステン、ま
たは炭化タングステンの５〜１５重量％を周期律表第４
ａ、５ａ、６ａ族金属の炭化物、窒化物、炭窒化物で置
換したものからなり、炭化タングステン以外の成分が配
合される場合、硬質相は、複合炭化物固溶体あるいは複
合炭窒化固溶体からなる。また結合相は、Ｃｏ等の鉄族
金属を主成分とするもので、Ｃｏは全量中に５〜１５重
量％の割合で含有される。
【００１３】また、上記の硬質相、結合相以外にコバル
トタングステン炭化物からなる相が存在することを大き
な特徴とするものである。このコバルトタングステン炭
化物としては、Ｃｏ3 Ｗ3 Ｃ、Ｃｏ6 Ｗ6 Ｃ、Ｃｏ2 Ｗ
4 Ｃ、Ｃｏ3 Ｗ9 Ｃ4 の化合物が知られている。これら
のコバルトタングステン炭化物のＸ線回折曲線における
最大ピークは、Ｃｏ3 Ｗ3 Ｃでは（３３３）と（５１
１）の合成ピーク、Ｃｏ6 Ｗ6 Ｃでは（３３３）と（５
１１）の合成ピーク、Ｃｏ2 Ｗ4 Ｃでは（３３３）と
（５１１）の合成ピーク、Ｃｏ3 Ｗ9 Ｃ4 では（３０
１）であるが、本発明によれば、これらのコバルトタン
グステン炭化物のピークの内、最も強度の大きいピーク
高さをＩ1 、炭化タングステンの最大ピークであるＷＣ
の（００１）のピーク高さをＩ2 とした時、Ｉ1 ／Ｉ2
で表されるピーク強度比が０より大きく、０．１５以
下、望ましくは０．０１〜０．１０であることが最も重
要である。
トタングステン炭化物からなる相が存在することを大き
な特徴とするものである。このコバルトタングステン炭
化物としては、Ｃｏ3 Ｗ3 Ｃ、Ｃｏ6 Ｗ6 Ｃ、Ｃｏ2 Ｗ
4 Ｃ、Ｃｏ3 Ｗ9 Ｃ4 の化合物が知られている。これら
のコバルトタングステン炭化物のＸ線回折曲線における
最大ピークは、Ｃｏ3 Ｗ3 Ｃでは（３３３）と（５１
１）の合成ピーク、Ｃｏ6 Ｗ6 Ｃでは（３３３）と（５
１１）の合成ピーク、Ｃｏ2 Ｗ4 Ｃでは（３３３）と
（５１１）の合成ピーク、Ｃｏ3 Ｗ9 Ｃ4 では（３０
１）であるが、本発明によれば、これらのコバルトタン
グステン炭化物のピークの内、最も強度の大きいピーク
高さをＩ1 、炭化タングステンの最大ピークであるＷＣ
の（００１）のピーク高さをＩ2 とした時、Ｉ1 ／Ｉ2
で表されるピーク強度比が０より大きく、０．１５以
下、望ましくは０．０１〜０．１０であることが最も重
要である。
【００１４】ピーク強度比を上記の範囲に設定したの
は、この強度比が０であると合金中にコバルトタングス
テン炭化物の析出がなく耐摩耗性が低下して工具摩耗量
が増加するためであり、０．１５を越えると過剰のコバ
ルトタングステン炭化物の析出のため、合金強度が低下
し、工具損傷が激しくなるためである。
は、この強度比が０であると合金中にコバルトタングス
テン炭化物の析出がなく耐摩耗性が低下して工具摩耗量
が増加するためであり、０．１５を越えると過剰のコバ
ルトタングステン炭化物の析出のため、合金強度が低下
し、工具損傷が激しくなるためである。
【００１５】なお、上記コバルトタングステン炭化物相
は、合金中に平均粒径が５μｍ以下、特に３μｍ以下の
相として存在することが望ましい。これは、平均粒径が
５μｍを越えると、コバルトタングステン炭化物が本来
脆性であるために、合金全体の強度が低下するためであ
る。最適には平均粒径２μｍ以下である。
は、合金中に平均粒径が５μｍ以下、特に３μｍ以下の
相として存在することが望ましい。これは、平均粒径が
５μｍを越えると、コバルトタングステン炭化物が本来
脆性であるために、合金全体の強度が低下するためであ
る。最適には平均粒径２μｍ以下である。
【００１６】また、コバルトタングステン炭化物相の生
成に伴い、結合相であるＣｏ中にＷが固溶するためにＣ
ｏの格子定数が変動するが、超硬合金のＣｏの格子定数
は３．５５〜３．５８の範囲にあることが望ましい。
成に伴い、結合相であるＣｏ中にＷが固溶するためにＣ
ｏの格子定数が変動するが、超硬合金のＣｏの格子定数
は３．５５〜３．５８の範囲にあることが望ましい。
【００１７】本発明の超硬合金からなるチップを製造す
るに当たっては、原料粉末としてＷＣ粉末、周期律表第
４ａ、５ａ、６ａ族金属の炭化物、窒化物、炭窒化物か
ら選ばれた１種または２種以上の粉末、およびＣｏ粉末
を前述した量だけ秤量後、混合粉砕し、プレス成形など
の公知の成形方法により成形後、焼成する。
るに当たっては、原料粉末としてＷＣ粉末、周期律表第
４ａ、５ａ、６ａ族金属の炭化物、窒化物、炭窒化物か
ら選ばれた１種または２種以上の粉末、およびＣｏ粉末
を前述した量だけ秤量後、混合粉砕し、プレス成形など
の公知の成形方法により成形後、焼成する。
【００１８】焼成は、真空度１０-1〜１０-3Ｔｏｒｒの
真空中で１６２３〜１７７３Ｋの温度範囲で１０分〜２
時間行う。なお、コバルトタングステン炭化物の析出
は、一次原料の炭素量中および炭素粉末の添加量を含め
た総炭素量、炭化タングステンの一部を置換する周期律
表第４ａ、５ａ、６ａ族金属の炭化物、窒化物、炭窒化
物の添加量で制御することができる。
真空中で１６２３〜１７７３Ｋの温度範囲で１０分〜２
時間行う。なお、コバルトタングステン炭化物の析出
は、一次原料の炭素量中および炭素粉末の添加量を含め
た総炭素量、炭化タングステンの一部を置換する周期律
表第４ａ、５ａ、６ａ族金属の炭化物、窒化物、炭窒化
物の添加量で制御することができる。
【００１９】なお、本発明の超硬合金からなるチップ
は、所望により周知の方法によりその表面に硬質相を形
成することもできる。被覆される硬質相としては、Ｔｉ
Ｃ、ＴｉＮ、ＴｉＣＮをはじめとする周期律表第４ａ、
５ａ、６ａ族金属の炭化物、窒化物、炭窒化物、ＺｒＯ
2 、Ａｌ2 Ｏ3 等が挙げられ、これらは、０．１〜１０
μｍの厚みでＣＶＤ法、あるいはＰＶＤ法により形成さ
れる。
は、所望により周知の方法によりその表面に硬質相を形
成することもできる。被覆される硬質相としては、Ｔｉ
Ｃ、ＴｉＮ、ＴｉＣＮをはじめとする周期律表第４ａ、
５ａ、６ａ族金属の炭化物、窒化物、炭窒化物、ＺｒＯ
2 、Ａｌ2 Ｏ3 等が挙げられ、これらは、０．１〜１０
μｍの厚みでＣＶＤ法、あるいはＰＶＤ法により形成さ
れる。
【００２０】
【作用】本発明によれば、ホルダーにチップを装着した
際のアキシャルレーキ角を２５度以上に設定したので、
切削抵抗が小さくなり、切削中においても被削材の変形
やびびりの発生を低減することができる。また、チップ
を所定の組成の超硬合金で形成したので、アキシャルレ
ーキ角を２５度以上としても、チップの刃先の欠損を抑
制することが可能となる。
際のアキシャルレーキ角を２５度以上に設定したので、
切削抵抗が小さくなり、切削中においても被削材の変形
やびびりの発生を低減することができる。また、チップ
を所定の組成の超硬合金で形成したので、アキシャルレ
ーキ角を２５度以上としても、チップの刃先の欠損を抑
制することが可能となる。
【００２１】即ち、チップをＷＣ−Ｃｏ系超硬合金から
形成するとともに、合金中にコバルトタングステン炭化
物を非常に微量な量で析出させることにより、特にステ
ンレスを切削した時に優れた切削性能を得ることができ
る。これは、コバルトタングステン炭化物自身が高硬度
であるために、耐摩耗性に優れ、さらにコバルトタング
ステン炭化物の生成に伴い結合相に固溶する炭素量が低
下しＷ固溶量が増大するため結合相が固溶強化される。
さらに、生成するコバルトタングステン炭化物の熱膨張
係数が合金の大部分を占めるＷＣ相のそれとは異なるた
めに残留応力が生じて耐欠損性も向上する。
形成するとともに、合金中にコバルトタングステン炭化
物を非常に微量な量で析出させることにより、特にステ
ンレスを切削した時に優れた切削性能を得ることができ
る。これは、コバルトタングステン炭化物自身が高硬度
であるために、耐摩耗性に優れ、さらにコバルトタング
ステン炭化物の生成に伴い結合相に固溶する炭素量が低
下しＷ固溶量が増大するため結合相が固溶強化される。
さらに、生成するコバルトタングステン炭化物の熱膨張
係数が合金の大部分を占めるＷＣ相のそれとは異なるた
めに残留応力が生じて耐欠損性も向上する。
【００２２】しかし、コバルトタングステン炭化物は本
来脆性であるために、合金中に過剰に存在すると機械的
強度の低下が著しく低下し、切削工具として用いた場合
に工具の損傷が激しくなる。よって、このコバルトタン
グステン炭化物は、上記の特定の範囲で存在することが
必要となるのである。よって、このような耐欠損性等の
特性に優れたチップをアキシャルレーキ角２５度以上で
ホルダーに装着しても、チップの欠損を防止し、長期に
安定したフライス加工を実現できるものである。
来脆性であるために、合金中に過剰に存在すると機械的
強度の低下が著しく低下し、切削工具として用いた場合
に工具の損傷が激しくなる。よって、このコバルトタン
グステン炭化物は、上記の特定の範囲で存在することが
必要となるのである。よって、このような耐欠損性等の
特性に優れたチップをアキシャルレーキ角２５度以上で
ホルダーに装着しても、チップの欠損を防止し、長期に
安定したフライス加工を実現できるものである。
【００２３】
【実施例】以下、本発明の実施例を次の例で説明する。
【００２４】図１は、本発明のフライス加工用切削装置
を示すもので、符号１は、フライス加工用ホルダーを示
している。このホルダー１には、チップ２が装着されて
いる。チップ２をホルダー１に装着した時のアキシャル
レーキ角θ1 は２７度とされている。
を示すもので、符号１は、フライス加工用ホルダーを示
している。このホルダー１には、チップ２が装着されて
いる。チップ２をホルダー１に装着した時のアキシャル
レーキ角θ1 は２７度とされている。
【００２５】そして、チップ２は、以下のようにして作
成される。先ず、ＷＣ粉末８０．０重量％、ＴｉＣ粉末
３．０重量％、ＴａＣ粉末７．０重量％、およびＣｏ粉
末１０．０重量％を混合粉砕後、チップ形状（ＳＤＫ１
２０３形状）に成形して１０-2Ｔｏｒｒ以下の真空中
で、１６７３℃で１時間焼成した。尚、調合時に炭素粉
末、ＷＣ、ＴｉＣ、ＴａＣの混合比を変え、コバルトタ
ングステン炭化物量の異なるサンプル、コバルトタング
ステン炭化物の出現しないサンプルを作製した。
成される。先ず、ＷＣ粉末８０．０重量％、ＴｉＣ粉末
３．０重量％、ＴａＣ粉末７．０重量％、およびＣｏ粉
末１０．０重量％を混合粉砕後、チップ形状（ＳＤＫ１
２０３形状）に成形して１０-2Ｔｏｒｒ以下の真空中
で、１６７３℃で１時間焼成した。尚、調合時に炭素粉
末、ＷＣ、ＴｉＣ、ＴａＣの混合比を変え、コバルトタ
ングステン炭化物量の異なるサンプル、コバルトタング
ステン炭化物の出現しないサンプルを作製した。
【００２６】得られた焼結体の表面を研磨後、抗折試験
片をＪＩＳ１６１０１規格により測定するとともに、Ｘ
線回折測定を行い、コバルトタングステン炭化物（Ｃｏ
3 Ｗ3 Ｃ）のピーク高さＩ1 と、ＷＣ（００１）のピー
ク高さＩ2 の強度比を算出した。この結果を表１に示
す。さらに各々のサンプルについて次の切削テストを行
った。
片をＪＩＳ１６１０１規格により測定するとともに、Ｘ
線回折測定を行い、コバルトタングステン炭化物（Ｃｏ
3 Ｗ3 Ｃ）のピーク高さＩ1 と、ＷＣ（００１）のピー
ク高さＩ2 の強度比を算出した。この結果を表１に示
す。さらに各々のサンプルについて次の切削テストを行
った。
【００２７】〔切削条件１〕 被削材 ＳＵＳ３０４ 工具形状 ＳＤＫ４２ＡＵ３Ｎ カッター形状 ＭＳＤ４５１２５Ｒ 速度 ２００ｍ／ｍｉｎ． 送り ０．２ｍｍ／ｔｏｏｔｈ 切込み ２ｍｍ 切削時間 ８１０（ｓｅｃ）乾式 工具寿命判定条件（平均フランク摩耗０．２ｍｍ、最大
フランク摩耗０．５ｍｍ）に達するか、または最大８１
０秒まで切削を行った。切削後のフランク摩耗量および
最大フランク摩耗量を測定した。結果を表１に示す。
フランク摩耗０．５ｍｍ）に達するか、または最大８１
０秒まで切削を行った。切削後のフランク摩耗量および
最大フランク摩耗量を測定した。結果を表１に示す。
【００２８】〔切削条件２〕 被削材 ＳＵＳ３１６ カッター形状 ＭＳＤ４５１２５Ｒ 速度 ２００ｍ／ｍｉｎ． 送り ０．２ｍｍ／ｔｏｏｔｈ 切込み ２ｍｍ 工具寿命判定条件（平均フランク摩耗０．２ｍｍ、最大
フランク摩耗０．５ｍｍ）に達するまでの切削長を求め
た。なお、寿命要因として、平均フランク摩耗０．２ｍ
ｍに達したものをＶＢ、最大フランク摩耗が０．５ｍｍ
に達したものをＶＢＭ、欠損によるものをＢＲとした。
結果を表１に示す。
フランク摩耗０．５ｍｍ）に達するまでの切削長を求め
た。なお、寿命要因として、平均フランク摩耗０．２ｍ
ｍに達したものをＶＢ、最大フランク摩耗が０．５ｍｍ
に達したものをＶＢＭ、欠損によるものをＢＲとした。
結果を表１に示す。
【００２９】
【表１】
【００３０】表１によれば、コバルトタングステン炭化
物が析出しているものの、Ｉ1 ／Ｉ2 で表される比率が
０．１５より大きい試料Ｎo.１、Ｎo.２は、抗折強度が
１５０〜１７０ｋｇｆと低く、いずれもステンレスの切
削試験において２０秒で欠損し、切削テスト２において
も切削性能の低いものであった。
物が析出しているものの、Ｉ1 ／Ｉ2 で表される比率が
０．１５より大きい試料Ｎo.１、Ｎo.２は、抗折強度が
１５０〜１７０ｋｇｆと低く、いずれもステンレスの切
削試験において２０秒で欠損し、切削テスト２において
も切削性能の低いものであった。
【００３１】また、コバルトタングステン炭化物が析出
していない試料Ｎo.８、９の健全合金は、優れた抗折強
度を有するものの、ステンレス切削においては、摩耗が
大きく、切削寿命が短い。
していない試料Ｎo.８、９の健全合金は、優れた抗折強
度を有するものの、ステンレス切削においては、摩耗が
大きく、切削寿命が短い。
【００３２】これに対して、コバルトタングステン炭化
物を微量析出させた本発明におけるチップは、高い抗折
強度を維持しつつ、ステンレス切削において優れた切削
性能を発揮することができた。
物を微量析出させた本発明におけるチップは、高い抗折
強度を維持しつつ、ステンレス切削において優れた切削
性能を発揮することができた。
【００３３】また、本発明者等は、表１における試料を
フライス加工用のチップ形状に成形し、アキシャルレー
キ角θ1 を変化させながら図１に示すようにホルダーに
装着し、以下のような切削条件でフライス切削し、刃先
の折損状態，摩耗状態，切削中における被削材の変形や
びびりを観察した。尚、図２に示すように、チップ２に
ブレーカ４を形成し、工具すくい角θ2 を設ける場合も
ある。
フライス加工用のチップ形状に成形し、アキシャルレー
キ角θ1 を変化させながら図１に示すようにホルダーに
装着し、以下のような切削条件でフライス切削し、刃先
の折損状態，摩耗状態，切削中における被削材の変形や
びびりを観察した。尚、図２に示すように、チップ２に
ブレーカ４を形成し、工具すくい角θ2 を設ける場合も
ある。
【００３４】〔切削条件３〕 被削材 ＳＵＳ３０４ 速度 ２００ｍ／ｍｉｎ． 送り ０．２ｍｍ／ｔｏｏｔｈ 切込み ２ｍｍ 切削時間 １５分 乾式 折損状態，摩耗状態，切削中における被削材の変形やび
びりを表２に示す。
びりを表２に示す。
【００３５】
【表２】
【００３６】また、被削材Ｓ５０Ｃを切削速度２００ｍ
／ｍｉｎ．、送り０．２ｍｍ／ｔｏｏｔｈ、切込み２ｍ
ｍで切削した場合の切削抵抗を図３〜図６のグラフに示
す。
／ｍｉｎ．、送り０．２ｍｍ／ｔｏｏｔｈ、切込み２ｍ
ｍで切削した場合の切削抵抗を図３〜図６のグラフに示
す。
【００３７】これらの図３〜図６において、一点鎖線は
アキシャルレーキ角θ1 が２５度よりも小さい表２中の
試料Ｎo.９の切削抵抗、破線はアキシャルレーキ角θ1
が２５度以上の試料Ｎo.７の切削抵抗、実線はアキシャ
ルレーキ角θ1 が２５度よりも大きく工具すくい角θ2
を設けた試料Ｎo.６の切削抵抗を示す。
アキシャルレーキ角θ1 が２５度よりも小さい表２中の
試料Ｎo.９の切削抵抗、破線はアキシャルレーキ角θ1
が２５度以上の試料Ｎo.７の切削抵抗、実線はアキシャ
ルレーキ角θ1 が２５度よりも大きく工具すくい角θ2
を設けた試料Ｎo.６の切削抵抗を示す。
【００３８】表２より、アキシャルレーキ角が２５度よ
りも小さい場合には、欠損を生じないが、切削抵抗が大
きく、また、薄肉状被削材を切削する場合には被削材の
変形やびびりが発生することが判る。また、アキシャル
レーキ角を２５度以上とすると、切削抵抗が小さく、薄
肉状被削材を切削する場合でも被削材の変形やびびりが
発生しないことが判る。
りも小さい場合には、欠損を生じないが、切削抵抗が大
きく、また、薄肉状被削材を切削する場合には被削材の
変形やびびりが発生することが判る。また、アキシャル
レーキ角を２５度以上とすると、切削抵抗が小さく、薄
肉状被削材を切削する場合でも被削材の変形やびびりが
発生しないことが判る。
【００３９】
【発明の効果】以上記述したように、本発明のフライス
加工用切削装置では、ホルダーにチップを装着した際の
アキシャルレーキ角を２５度以上としたので、切削抵抗
が小さくなり、切削中の被削材の変形や、切削中のびび
りの発生を低減することができる。また、チップを所定
の組成で形成し、極微量のコバルトタングステン炭化物
を析出分散させることにより、ステンレスに対する耐欠
損性、耐摩耗性が大幅に改善され、アキシャルレーキ角
を２５度以上としても、チップの刃先の欠損を抑制する
ことができ、工具寿命を延長することができる。
加工用切削装置では、ホルダーにチップを装着した際の
アキシャルレーキ角を２５度以上としたので、切削抵抗
が小さくなり、切削中の被削材の変形や、切削中のびび
りの発生を低減することができる。また、チップを所定
の組成で形成し、極微量のコバルトタングステン炭化物
を析出分散させることにより、ステンレスに対する耐欠
損性、耐摩耗性が大幅に改善され、アキシャルレーキ角
を２５度以上としても、チップの刃先の欠損を抑制する
ことができ、工具寿命を延長することができる。
【図１】本発明のフライス加工用切削装置を示す側面図
である。
である。
【図２】本発明のチップの先端部を示す側面図である。
【図３】切削抵抗の送り分力を示すグラフである。
【図４】切削抵抗の主分力を示すグラフである。
【図５】切削抵抗の背分力を示すグラフである。
【図６】切削抵抗の合成力を示すグラフである。
１ ホルダー ２ チップ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B23C 5/16 B23C 5/06 C22C 29/08
Claims (1)
- 【請求項１】チップとホルダーとを備えたフライス加工
用切削装置であって、前記チップを前記ホルダーに装着
した際におけるアキシャルレーキ角が２５度以上であ
り、かつ、前記チップが、硬質相成分として炭化タング
ステンを、結合相成分としてコバルトをそれぞれ含み、
かつＣｏ3 Ｗ3 Ｃ、Ｃｏ6 Ｗ6 Ｃ、Ｃｏ2Ｗ4 Ｃおよび
Ｃｏ3 Ｗ9 Ｃ4 から選ばれる少なくとも１種のコバルト
タングステン炭化物を含有する超硬合金により形成され
るとともに、Ｘ線回折測定で前記コバルトタングステン
炭化物のＣｏ3 Ｗ3 Ｃの（３３３）と（５１１）の合成
ピーク、Ｃｏ6 Ｗ6 Ｃの（３３３）と（５１１）の合成
ピーク、Ｃｏ2 Ｗ4 Ｃの（３３３）と（５１１）の合成
ピークおよびＣｏ3 Ｗ9 Ｃ4 の（３０１）のピークのう
ちの最大ピークの強度をＩ1 、ＷＣの（００１）のピー
ク強度をＩ2 とした時、Ｉ1 ／Ｉ2 で表されるピーク強
度比が０より大きく、０．１５以下であることを特徴と
するフライス加工用切削装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28474693A JP2815533B2 (ja) | 1993-11-15 | 1993-11-15 | フライス加工用切削装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28474693A JP2815533B2 (ja) | 1993-11-15 | 1993-11-15 | フライス加工用切削装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07136826A JPH07136826A (ja) | 1995-05-30 |
| JP2815533B2 true JP2815533B2 (ja) | 1998-10-27 |
Family
ID=17682466
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28474693A Expired - Fee Related JP2815533B2 (ja) | 1993-11-15 | 1993-11-15 | フライス加工用切削装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2815533B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5427575B2 (ja) * | 2009-08-28 | 2014-02-26 | 三菱重工業株式会社 | オーステナイト系ステンレス鋼製機器および配管の切削加工方法ならびにこれを用いて切削加工された原子力プラントの機器および配管 |
| JP5752207B2 (ja) * | 2009-08-28 | 2015-07-22 | 三菱重工業株式会社 | オーステナイト系ステンレス鋼製機器および配管の切削加工方法ならびにこれを用いて切削加工された原子力プラントの機器および配管 |
| JP2012091277A (ja) * | 2010-10-27 | 2012-05-17 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 切削品質維持方法 |
| JP5964261B2 (ja) * | 2013-02-19 | 2016-08-03 | 株式会社神戸製鋼所 | 薄板状被加工物のフライス工具による加工方法 |
-
1993
- 1993-11-15 JP JP28474693A patent/JP2815533B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07136826A (ja) | 1995-05-30 |
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