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技術 焼結ダイヤモンド切削工具

出願人 株式会社神戸製鋼所
発明者 尾崎勝彦宮本学
出願日 1996年5月27日 (24年7ヶ月経過) 出願番号 1996-132035
公開日 1997年12月2日 (23年1ヶ月経過) 公開番号 1997-309009
状態 未査定
技術分野 バイト、中ぐり工具、ホルダ及びタレット セラミック製品2 セラミック製品2
主要キーワード チッピング幅 溶着物 刃部先端 切削結果 限定範囲 ダイヤモンド粒 耐逃げ面摩耗性 非鉄金属
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1997年12月2日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (3)

課題

解決手段

粒径が 6μm 以下のダイヤモンド粒子により構成された焼結ダイヤモンド切削工具で、そのすくい面粗さが 1μm Rmax 以上、10μm Rmax 以下、望ましくは 1μm Rmax 以上、 4μm Rmax 以下であることを特徴とする。

概要

背景

従来の焼結ダイヤモンド切削工具は、すくい面粗さが小さい程、すくい面への溶着物が少なく、切削抵抗仕上げ面粗さが小さくできるため、通常、すくい面粗さは、 0.1μm Rmax 以下に研磨されている。

また、焼結体靱性不足からチッピングが多くなり、工具寿命を短くする。これを防ぐために、ダイヤモンド粒径を数μm から 1μm 程度にまで小さくすることが知られている。しかしながら、ダイヤモンド粒径が小さくなるに従って、焼結体の耐摩耗性は低下する。そこで、耐チッピング性と耐摩耗性の両特性から、焼結ダイヤモンド切削工具のダイヤモンド粒径は 6μm 近傍が最適であると考えられている。

概要

工具寿命の長い焼結ダイヤモンド切削工具を提供する。

粒径が 6μm 以下のダイヤモンド粒子により構成された焼結ダイヤモンド切削工具で、そのすくい面粗さが 1μm Rmax 以上、10μm Rmax 以下、望ましくは 1μm Rmax 以上、 4μm Rmax 以下であることを特徴とする。

目的

本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので、ダイヤモンド粒径とすくい面粗さを規制することによって、工具寿命の長い焼結ダイヤモンド切削工具を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

粒径が 6μm 以下のダイヤモンド粒子により構成され、かつ、すくい面粗さが 1μm Rmax 以上、10μm Rmax 以下であることを特徴とする焼結ダイヤモンド切削工具

請求項2

すくい面粗さが 1μm Rmax 以上、 4μm Rmax 以下であることを特徴とする請求項1記載の焼結ダイヤモンド切削工具。

技術分野

0001

本発明は、非鉄金属及びセラミックスなどの機械加工に好適に用いられる焼結ダイヤモンド切削工具の技術分野に属するものである。

背景技術

0002

従来の焼結ダイヤモンド切削工具は、すくい面粗さが小さい程、すくい面への溶着物が少なく、切削抵抗仕上げ面粗さが小さくできるため、通常、すくい面粗さは、 0.1μm Rmax 以下に研磨されている。

0003

また、焼結体靱性不足からチッピングが多くなり、工具寿命を短くする。これを防ぐために、ダイヤモンド粒径を数μm から 1μm 程度にまで小さくすることが知られている。しかしながら、ダイヤモンド粒径が小さくなるに従って、焼結体の耐摩耗性は低下する。そこで、耐チッピング性と耐摩耗性の両特性から、焼結ダイヤモンド切削工具のダイヤモンド粒径は 6μm 近傍が最適であると考えられている。

発明が解決しようとする課題

0004

上記の通り、粒径6μm 近傍のダイヤモンド粒子焼結させた切削工具においては、耐チッピング性と耐摩耗性をある程度両立させることは可能であるが、それでもまだ、工具寿命は短く、実用上十分であるとは言えない。

0005

本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので、ダイヤモンド粒径とすくい面粗さを規制することによって、工具寿命の長い焼結ダイヤモンド切削工具を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0006

本発明は、粒径が 6μm 以下のダイヤモンド粒子により構成された焼結ダイヤモンド切削工具で、そのすくい面粗さが 1μm Rmax 以上、10μm Rmax 以下、望ましくは 1μm Rmax 以上、 4μm Rmax 以下であることを特徴とする。

0007

すくい面粗さを 1μm Rmax 以上、10μm Rmax 以下の範囲に調整すると、すくい面と切屑間の抵抗増し切削中、刃部先端に溶着物が発生し、これが仕上げ面と逃げ面との接触面積を小さくして、逃げ面摩耗量を減少させる。

発明を実施するための最良の形態

0008

本発明の実施の形態について、実施例を挙げて説明する。
実施例1
焼結ダイヤモンド切削工具は、粒径が 1.5μm のダイヤモンド粒子に、金属触媒としてCoを 8体積%含んだものである。この切削工具に、すくい面粗さを0.06μm Rmax 〜15μm Rmax の間で変化させて、 Al-16%Si合金丸棒を切削した時のすくい面粗さと逃げ面摩耗幅、切削抵抗及び仕上げ面粗さとの関係を図1に示す。この時の切削条件は、切削速度:6.7m/s、切削長さ:48km、切込み深さ:0.25mm、送り:0.1mm/回転、乾式切削である。

0009

図1から明らかなように、すくい面粗さが、 1μm Rmax 未満になると切削抵抗、仕上げ面粗さは小さくなるが、逃げ面摩耗幅は増加し、すくい面粗さが0.06μm Rmax では逃げ面摩耗幅は40μm に達している。しかし、本発明の限定範囲内であるすくい面粗さが 1μm Rmax 以上になると逃げ面摩耗幅は26μm 以下となり、さらにすくい面粗さが 5μm Rmax 以上になると逃げ面摩耗幅は20μm 以下となり、すくい面粗さが0.06μm Rmax のときの50%以下となり、工具寿命は長くなる。

0010

しかし、すくい面粗さが10μm Rmax を超えても、逃げ面摩耗幅の減少効果は大きく期待できないので、すくい面粗さの上限は10μm Rmax に限定した。また、すくい面粗さが 1μm Rmax 未満になると、逃げ面摩耗幅は極端に増加するので、すくい面粗さの下限は 1μm Rmax に限定した。なお、すくい面粗さが 1μm Rmax 以上、10μm Rmax 以下の範囲では、切削抵抗、仕上げ面粗さは大きくなるが、これらは許容できる範囲である。

0011

実施例2
ダイヤモンド粒径を 1.5μm 〜20μm の間で変化させ、すくい面粗さを 0.1μm Rmax にした焼結ダイヤモンド切削工具で、 Al-16%Si合金の丸棒を切削した時のダイヤモンド粒径と逃げ面摩耗幅及びダイヤモンド粒径とチッピング幅との関係を図2に示す。この時の切削条件は、切削速度:6.7m/s、切削長さ:16km、切込み深さ:0.25mm、送り:0.1mm/回転、乾式切削である。なお、ダイヤモンド粒径 1.5μm で、すくい面粗さを 4μm Rmax にした時の切削結果を白○印で図2併記した。

0012

図2に示すように、ダイヤモンド粒径が 7〜9 μm までは、粒径が小さくなると逃げ面摩耗幅及びチッピング幅は減少し、工具寿命は長くなるが、さらに粒径が小さくなるとチッピング幅は減少するが、逃げ面摩耗幅は増加する。従って、本発明では、工具耐逃げ面摩耗性と耐チッピング性の両特性を案して工具寿命が長くなる範囲として、ダイヤモンド粒径を 6μm 以下に限定している。また、図2の白○印のように、すくい面粗さを 4μm Rmax にすると、逃げ面摩耗幅は20μm から11μm まで減少する。この時のチッピング幅はもとの値と同じく10μm である。これからも明らかなように、すくい面粗さの望ましい範囲は 1μmRmax 以上、 4μm Rmax 以下である。

0013

すくい面粗さは、図3(a) に示すように、すくい面にチップブレーカを施さない場合は、切刃から 0.1mmまでの間を 1μm Rmax 以上、10μm Rmax 以下にすることで、逃げ面摩耗幅を抑制することができる。また、図3(b) に示すように、すくい面にチップブレーカを施した場合は、チップブレーカ内の表面粗さを 1μm Rmax 以上、10μm Rmax 以下にすることで、本発明の目的を達成することができる。

発明の効果

0014

以上述べたところから明らかなように、本発明の焼結ダイヤモンド切削工具は、ダイヤモンド粒径を 6μm 以下に、かつ、すくい面粗さを 1μm Rmax 以上、10μm Rmax 以下、望ましくは 1μm Rmax 以上、 4μm Rmax 以下に規制しているめ、切削抵抗と仕上げ面粗さを大きく損なうこと無く、耐逃げ面摩耗性と耐チッピング性を改善した工具寿命の長い焼結ダイヤモンド切削工具を提供することができる。

図面の簡単な説明

0015

図1焼結ダイヤモンド切削工具に、すくい面粗さを0.06μm 〜15μm の間で変化させて、 Al-16%Si合金の丸棒を切削した時のすくい面粗さと逃げ面摩耗幅、切削抵抗及び仕上げ面粗さとの関係を示す図である。
図2ダイヤモンド粒径を 1μm 〜20μm の間で変化させ、すくい面粗さを 0.1μmRmax にした焼結ダイヤモンド切削工具で、 Al-16%Si合金の丸棒を切削した時のダイヤモンド粒径と逃げ面摩耗幅、及びダイヤモンド粒径とチッピング幅との関係を示す図である。なお、図2には、ダイヤモンド粒径 1μm で、すくい面粗さを 4μm Rmax にした時の切削結果を白○印で併記している。
図3本発明に係わる焼結ダイヤモンド切削工具におけるすくい面の表面粗さを規制する範囲の説明図で、(a) はすくい面にチップブレーカを施さない場合、(b) はすくい面にチップブレーカを施した場合の図である。

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