JPH03262892A - 掘削用ドリルの製造方法 - Google Patents
掘削用ドリルの製造方法Info
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- JPH03262892A JPH03262892A JP2061946A JP6194690A JPH03262892A JP H03262892 A JPH03262892 A JP H03262892A JP 2061946 A JP2061946 A JP 2061946A JP 6194690 A JP6194690 A JP 6194690A JP H03262892 A JPH03262892 A JP H03262892A
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- casting
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
〔産業上の利用分野Ｊ
本発明は、外周部の所要箇所に硬質粒体を配したドリル
を鋳造により製造する方法に関する。 〔従来の技術〕 従来から、第６図に示すような、鋳物からなる本体２の
外周に所要数の硬質粒体４を配設したドリルを製造する
方法としては、溶湯中に上記硬質粒体４を混入して遠心
鋳造を行ない、溶湯との比重差により、該硬質粒体４を
本体２の外周面に偏析させることが公知である。
を鋳造により製造する方法に関する。 〔従来の技術〕 従来から、第６図に示すような、鋳物からなる本体２の
外周に所要数の硬質粒体４を配設したドリルを製造する
方法としては、溶湯中に上記硬質粒体４を混入して遠心
鋳造を行ない、溶湯との比重差により、該硬質粒体４を
本体２の外周面に偏析させることが公知である。
しかし、上記従来方法によると、以下の理由から、硬質
粒体を溶湯中に混入する時期の設定がきわめて難しかっ
た。 ■鋳型内に溶湯を注入した後に硬質粒体を混入させた場
合は、この硬質粒体が遠心力によって溶湯中を外周へ向
けて移動する過程で溶湯が凝固してしまい、鋳物製本体
２の外周面に硬質粒体４を偏析させることができない。 ■あらかじめ鋳型内に硬質粒体を入れてから溶湯な注入
した場合は、硬質粒体が鋳物に十分に鋳包まれないため
、本体２との密着強度が弱く、ドリルとしての耐久性が
劣る。 ■溶湯と硬質粒体を同時に鋳型内に投入した場合は、本
体２の外周に硬質粒体４が望ましい状態に分布すること
もあるが、大半は本体２の内部に層状に分離したような
分布状態となってしまい、ドリルとしての性能のばらっ
きが大きい。 本発明は、このような点に鑑み、上記硬質粒体なドリル
本体の外周部に所望の分布状態で偏析させることが可能
な方法を提供することを課題とするものである。 【課題を解決するための手段１ 上記課題を解決するため、本発明に係る掘削用ドリルの
製造方法は、電鋳用中子の内面に形成した所要数の小凹
部の各々に硬質粒体な保持する第一工程と、上記電鋳用
中子の内面に金属皮膜を電鋳して上記硬質粒体を一体に
包蔵した外殻を得る第二工程と、上記電鋳用中子を溶融
除去後に上記外殻の外周に鋳砂を充填して外殻と砂型か
らなる二重構造の鋳型を得る第三工程と、上記鋳型を回
転させるとともにその外殻内面に鋳鉄溶湯を注入して遠
心鋳造を行なう第四工程とがらなり、上記硬質粒体は、
上記外殻および鋳鉄よりも高融点でかつ高硬度である構
成としたものである。 〔作 用〕 本発明方法によると、第二工程において電鋳された金属
外殻の外面には、硬質粒体が十分に鋳洩まれた状態に分
布し、該分布は、第一工程における電鋳用中子内面への
硬質粒体の保持位置、すなわち小凹部の位置によって任
意に設定される。 次に第三工程で得られた上記外殻とその外周の砂型との
二重構造になる鋳型を用い、第四工程において遠心鋳造
を行なうと、上記鋳型の内面を構成していた金属電鋳皮
膜からなる外殻は、鋳鉄溶湯の凝固過程で熱により鋳鉄
に溶着一体化されてドリル本体の外層部を構成し、硬質
粒体は融解しないので、外面に硬質粒体が強固に埋め込
まれた構造のドリル本体が得られる。 【実 施 例】 以下、本発明製造方法を、先に述べた第６図に例示した
ような、半球状の本体２の外面に所要数の硬質粒体４を
埋め込んだドリルを製造する図示の一実施例を参照しな
がら説明する。 まず第一工程を示す第１図において、６は製造しようと
する上記ドリル本体２の外形と対応する球面状の内面６
ａを有する電鋳用中子で、ＡＢＳ樹脂、ＢＳ樹脂或はア
ルミニウム材等、溶剤によって溶解可能な材質がらなり
、上記内面６ａに形成した筋目状の所要数の小凹部８に
は、各々適当な形状・大きさ（多面体や球体など形状は
任意であり、また大きさは数ｍｍ〜数Ｃｌ１１程度まで
可）の炭化タングステン（ＷＣ）または炭化珪素（Ｓｉ
Ｃ）等からなる硬質粒体４を係止状態に保持する。製品
としての上記本体２の外面に埋め込む硬質粒体４の数お
よび分布形態は、上記小凹部８の数および分布によって
任意に設定可能である。 次いで第２図に示す第二工程において、電鋳法により、
上記硬質粒体４を含む電鋳用中子６の内面６ａに後記す
る次工程での砂型１２の荷重に耐えることのできる厚さ
（１ｍｍ程度）に金属皮膜を析出させ、これによって上
記硬質粒体４を鋳包んだ状態に金属外殻１０を成型する
。なお、このとき外殻１０の電鋳が不要な面には、当然
マスキング等の処置が施される。 上記外殻１０を構成する電析金属皮膜の材質としては、
この場合ニッケル（以下、Ｎｉという）が最適と考えら
れるが、他の金属材でも良い。Ｎｉメツキの処理工程と
しては、電鋳用中子６表面の脱脂洗浄→クロム酸エツチ
ング→活性付与処理の各工程を経て、無電解メツキ浴に
よってＮｉの無電解メツキを行ない、さらにこれに電気
メツキを行なうことによって、所望の厚さまでＮｉ皮膜
層を電析させる。無電解メツキによるＮｉ皮膜の厚さは
１ｆｆｌＩ１１以下とするのが経済的であるが、目的と
する外殻１０の大きさによっては、無電解メツキによっ
て得られる厚さのみでも次工程での砂型１２の荷重に十
分に耐えることができるので、この場合は電気メツキを
行なわずに無電解メツキで上記第二工程を終了しても良
い。 次に第三工程において、電鋳用中子６を溶解除去するこ
とによって、外面に硬質粒体４を一体に埋設した上記Ｎ
ｉ外殻１０を取り出す。このとき、電鋳用中子６がＡＢ
Ｓ等の樹脂材である場合は、ケトン系または塩化メチレ
ン等の有機溶剤中に浸漬して溶解し、またアルミニウム
である場合は２０〜５０％苛性ソーダ水溶液を用いて溶
解する。そして、第３図に示すように、取り出した外殻
１ｏを側板１６と蓋板１８からなる鋳枠１４内に収容固
定し、外殻１０を雄型として上記鋳枠１４内に鋳鉄１２
°を充填し、砂型１２を成型する。この場合、鋳鉄１２
°を均一に充填するためにスタンピングを行なう。 さらに、第４図に示す第四工程において、鋳鉄１２°が
脱落しないように底板２ｏを鋳枠１４に固定するととも
に、蓋板１８を撤去し、上記外殻１０と砂型１２との二
重構造になる鋳型２２を鋳枠１４とともに天地逆にして
、すなわち上記鋳型２２の内周空間２４が上方へ開口し
た状態として遠心鋳造用回転盤２６上に固定し、適当な
回転数で回転させる。なお上記において、蓋板１８は、
鋳型２２の内周空間２４への鋳鉄溶湯２８の注入が可能
な開口部を有するものであれば、撤去する必要はない。 鋳鉄溶湯２８は、一般的な黒鉛鋳鉄、あるいはＮｉ−Ｃ
ｒ鋳鉄等の渦流れの良好な材料を選定して、これを１５
００〜１６００℃に加熱溶融したもので、この鋳鉄溶湯
２８を、回転している上記鋳型２２の内周空間２４に適
量注入して遠心鋳造を行なう。注入された鋳鉄溶湯２８
は、回転中の遠心力によって、鋳型２２の内面すなわち
電鋳Ｎｉ外殻１０の球面状の内面１０ａを覆うように上
昇して半球状に賦形され、放熱して適当な厚みで凝固す
る。 このとき、上記Ｎｉ外殻１０は鋳鉄溶湯２８からの熱に
よって内面１０ａ側から一部が融解し、凝固過程にある
鋳鉄溶湯２８中に拡散するため、第５図に示すように、
外周側へ向かってＮｉ濃度が高くなるＮｉ濃度遷移層３
０が形成され、硬質粒体４が鋳包まれた外殻１０と鋳鉄
コア２８°が一体化される。したがって、硬化冷却後、
砂型１２を除去して鋳枠１４から取り出される製品とし
ての鋳物製ドリル本体２は、上記Ｎｉ濃度遷移層３０の
金属組織によって、実使用時（掘削時）の衝撃に対する
優れた靭性を備えるとともに、外面に硬質粒体４が強固
に埋め込み固着されているので、耐用寿命が著しく高い
ものである。 なお１本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
たとえば本体２の形状は図示の半球状のほか１円錐状な
ど種々のものが含まれる。 〔発明の効果Ｊ 以上、本発明によると、第一工程における電鋳用中子内
面の小凹部による保持位置で、硬質粒体が鋳物製本体に
強固に埋め込み固着されるため、従来のように溶湯との
比重差によって硬質粒体を偏析させるものと異なり、該
硬質粒体の数および分布を任意に設定可能で、形状や大
きさ、材質についても選択の自由度が大きくなるといっ
た特徴を有し、しかも、第二工程で電鋳された外殻が第
四工程での遠心鋳造時に鋳鉄コア中へ拡散して形成され
る金属組織によって、製品としての掘削用ドリルの寿命
を著しく高めることができるといった優れた効果を奏す
る。
粒体を溶湯中に混入する時期の設定がきわめて難しかっ
た。 ■鋳型内に溶湯を注入した後に硬質粒体を混入させた場
合は、この硬質粒体が遠心力によって溶湯中を外周へ向
けて移動する過程で溶湯が凝固してしまい、鋳物製本体
２の外周面に硬質粒体４を偏析させることができない。 ■あらかじめ鋳型内に硬質粒体を入れてから溶湯な注入
した場合は、硬質粒体が鋳物に十分に鋳包まれないため
、本体２との密着強度が弱く、ドリルとしての耐久性が
劣る。 ■溶湯と硬質粒体を同時に鋳型内に投入した場合は、本
体２の外周に硬質粒体４が望ましい状態に分布すること
もあるが、大半は本体２の内部に層状に分離したような
分布状態となってしまい、ドリルとしての性能のばらっ
きが大きい。 本発明は、このような点に鑑み、上記硬質粒体なドリル
本体の外周部に所望の分布状態で偏析させることが可能
な方法を提供することを課題とするものである。 【課題を解決するための手段１ 上記課題を解決するため、本発明に係る掘削用ドリルの
製造方法は、電鋳用中子の内面に形成した所要数の小凹
部の各々に硬質粒体な保持する第一工程と、上記電鋳用
中子の内面に金属皮膜を電鋳して上記硬質粒体を一体に
包蔵した外殻を得る第二工程と、上記電鋳用中子を溶融
除去後に上記外殻の外周に鋳砂を充填して外殻と砂型か
らなる二重構造の鋳型を得る第三工程と、上記鋳型を回
転させるとともにその外殻内面に鋳鉄溶湯を注入して遠
心鋳造を行なう第四工程とがらなり、上記硬質粒体は、
上記外殻および鋳鉄よりも高融点でかつ高硬度である構
成としたものである。 〔作 用〕 本発明方法によると、第二工程において電鋳された金属
外殻の外面には、硬質粒体が十分に鋳洩まれた状態に分
布し、該分布は、第一工程における電鋳用中子内面への
硬質粒体の保持位置、すなわち小凹部の位置によって任
意に設定される。 次に第三工程で得られた上記外殻とその外周の砂型との
二重構造になる鋳型を用い、第四工程において遠心鋳造
を行なうと、上記鋳型の内面を構成していた金属電鋳皮
膜からなる外殻は、鋳鉄溶湯の凝固過程で熱により鋳鉄
に溶着一体化されてドリル本体の外層部を構成し、硬質
粒体は融解しないので、外面に硬質粒体が強固に埋め込
まれた構造のドリル本体が得られる。 【実 施 例】 以下、本発明製造方法を、先に述べた第６図に例示した
ような、半球状の本体２の外面に所要数の硬質粒体４を
埋め込んだドリルを製造する図示の一実施例を参照しな
がら説明する。 まず第一工程を示す第１図において、６は製造しようと
する上記ドリル本体２の外形と対応する球面状の内面６
ａを有する電鋳用中子で、ＡＢＳ樹脂、ＢＳ樹脂或はア
ルミニウム材等、溶剤によって溶解可能な材質がらなり
、上記内面６ａに形成した筋目状の所要数の小凹部８に
は、各々適当な形状・大きさ（多面体や球体など形状は
任意であり、また大きさは数ｍｍ〜数Ｃｌ１１程度まで
可）の炭化タングステン（ＷＣ）または炭化珪素（Ｓｉ
Ｃ）等からなる硬質粒体４を係止状態に保持する。製品
としての上記本体２の外面に埋め込む硬質粒体４の数お
よび分布形態は、上記小凹部８の数および分布によって
任意に設定可能である。 次いで第２図に示す第二工程において、電鋳法により、
上記硬質粒体４を含む電鋳用中子６の内面６ａに後記す
る次工程での砂型１２の荷重に耐えることのできる厚さ
（１ｍｍ程度）に金属皮膜を析出させ、これによって上
記硬質粒体４を鋳包んだ状態に金属外殻１０を成型する
。なお、このとき外殻１０の電鋳が不要な面には、当然
マスキング等の処置が施される。 上記外殻１０を構成する電析金属皮膜の材質としては、
この場合ニッケル（以下、Ｎｉという）が最適と考えら
れるが、他の金属材でも良い。Ｎｉメツキの処理工程と
しては、電鋳用中子６表面の脱脂洗浄→クロム酸エツチ
ング→活性付与処理の各工程を経て、無電解メツキ浴に
よってＮｉの無電解メツキを行ない、さらにこれに電気
メツキを行なうことによって、所望の厚さまでＮｉ皮膜
層を電析させる。無電解メツキによるＮｉ皮膜の厚さは
１ｆｆｌＩ１１以下とするのが経済的であるが、目的と
する外殻１０の大きさによっては、無電解メツキによっ
て得られる厚さのみでも次工程での砂型１２の荷重に十
分に耐えることができるので、この場合は電気メツキを
行なわずに無電解メツキで上記第二工程を終了しても良
い。 次に第三工程において、電鋳用中子６を溶解除去するこ
とによって、外面に硬質粒体４を一体に埋設した上記Ｎ
ｉ外殻１０を取り出す。このとき、電鋳用中子６がＡＢ
Ｓ等の樹脂材である場合は、ケトン系または塩化メチレ
ン等の有機溶剤中に浸漬して溶解し、またアルミニウム
である場合は２０〜５０％苛性ソーダ水溶液を用いて溶
解する。そして、第３図に示すように、取り出した外殻
１ｏを側板１６と蓋板１８からなる鋳枠１４内に収容固
定し、外殻１０を雄型として上記鋳枠１４内に鋳鉄１２
°を充填し、砂型１２を成型する。この場合、鋳鉄１２
°を均一に充填するためにスタンピングを行なう。 さらに、第４図に示す第四工程において、鋳鉄１２°が
脱落しないように底板２ｏを鋳枠１４に固定するととも
に、蓋板１８を撤去し、上記外殻１０と砂型１２との二
重構造になる鋳型２２を鋳枠１４とともに天地逆にして
、すなわち上記鋳型２２の内周空間２４が上方へ開口し
た状態として遠心鋳造用回転盤２６上に固定し、適当な
回転数で回転させる。なお上記において、蓋板１８は、
鋳型２２の内周空間２４への鋳鉄溶湯２８の注入が可能
な開口部を有するものであれば、撤去する必要はない。 鋳鉄溶湯２８は、一般的な黒鉛鋳鉄、あるいはＮｉ−Ｃ
ｒ鋳鉄等の渦流れの良好な材料を選定して、これを１５
００〜１６００℃に加熱溶融したもので、この鋳鉄溶湯
２８を、回転している上記鋳型２２の内周空間２４に適
量注入して遠心鋳造を行なう。注入された鋳鉄溶湯２８
は、回転中の遠心力によって、鋳型２２の内面すなわち
電鋳Ｎｉ外殻１０の球面状の内面１０ａを覆うように上
昇して半球状に賦形され、放熱して適当な厚みで凝固す
る。 このとき、上記Ｎｉ外殻１０は鋳鉄溶湯２８からの熱に
よって内面１０ａ側から一部が融解し、凝固過程にある
鋳鉄溶湯２８中に拡散するため、第５図に示すように、
外周側へ向かってＮｉ濃度が高くなるＮｉ濃度遷移層３
０が形成され、硬質粒体４が鋳包まれた外殻１０と鋳鉄
コア２８°が一体化される。したがって、硬化冷却後、
砂型１２を除去して鋳枠１４から取り出される製品とし
ての鋳物製ドリル本体２は、上記Ｎｉ濃度遷移層３０の
金属組織によって、実使用時（掘削時）の衝撃に対する
優れた靭性を備えるとともに、外面に硬質粒体４が強固
に埋め込み固着されているので、耐用寿命が著しく高い
ものである。 なお１本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
たとえば本体２の形状は図示の半球状のほか１円錐状な
ど種々のものが含まれる。 〔発明の効果Ｊ 以上、本発明によると、第一工程における電鋳用中子内
面の小凹部による保持位置で、硬質粒体が鋳物製本体に
強固に埋め込み固着されるため、従来のように溶湯との
比重差によって硬質粒体を偏析させるものと異なり、該
硬質粒体の数および分布を任意に設定可能で、形状や大
きさ、材質についても選択の自由度が大きくなるといっ
た特徴を有し、しかも、第二工程で電鋳された外殻が第
四工程での遠心鋳造時に鋳鉄コア中へ拡散して形成され
る金属組織によって、製品としての掘削用ドリルの寿命
を著しく高めることができるといった優れた効果を奏す
る。
第１図は本発明の第一工程を示す説明図、第２図は第二
工程を示す説明図、第３図は第三工程を示す説明図、第
４図および第５図は第四工程を示す説明図、第６図は製
品の斜視図である。 第１図 ２ドリル本体 ４硬質粒体 ６電鋳用中子 ６ａ内面 ８小凹部１０外殻 １
′２砂型 １２°鋳砂２２鋳型 ２６回転盤 ２８鋳鉄溶湯
工程を示す説明図、第３図は第三工程を示す説明図、第
４図および第５図は第四工程を示す説明図、第６図は製
品の斜視図である。 第１図 ２ドリル本体 ４硬質粒体 ６電鋳用中子 ６ａ内面 ８小凹部１０外殻 １
′２砂型 １２°鋳砂２２鋳型 ２６回転盤 ２８鋳鉄溶湯
Claims (1)
- １、電鋳用中子の内面に形成した所要数の小凹部の各々
に硬質粒体を保持する第一工程と、上記電鋳用中子の内
面に金属皮膜を電鋳して上記硬質粒体を一体に包蔵した
外殼を得る第二工程と、上記電鋳用中子を溶融除去後に
上記外殻の外周に鋳砂を充填して外殻と砂型からなる二
重構造の鋳型を得る第三工程と、上記鋳型を回転させる
とともにその外殻内面に鋳鉄溶湯を注入して遠心鋳造を
行なう第四工程とからなり、上記硬質粒体は、上記外殻
および鋳鉄よりも高融点であつてかつ高硬度であること
を特徴とする掘削用ドリルの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2061946A JPH078427B2 (ja) | 1990-03-13 | 1990-03-13 | 掘削用ドリルの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2061946A JPH078427B2 (ja) | 1990-03-13 | 1990-03-13 | 掘削用ドリルの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03262892A true JPH03262892A (ja) | 1991-11-22 |
| JPH078427B2 JPH078427B2 (ja) | 1995-02-01 |
Family
ID=13185869
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2061946A Expired - Fee Related JPH078427B2 (ja) | 1990-03-13 | 1990-03-13 | 掘削用ドリルの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH078427B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108723322A (zh) * | 2018-05-24 | 2018-11-02 | 武汉雄驰机电设备有限公司 | 大规格双法兰铜合金轴套或铜合金轴瓦离心铸造方法 |
-
1990
- 1990-03-13 JP JP2061946A patent/JPH078427B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108723322A (zh) * | 2018-05-24 | 2018-11-02 | 武汉雄驰机电设备有限公司 | 大规格双法兰铜合金轴套或铜合金轴瓦离心铸造方法 |
| CN108723322B (zh) * | 2018-05-24 | 2020-02-21 | 武汉雄驰机电设备有限公司 | 大规格双法兰铜合金轴套或铜合金轴瓦离心铸造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH078427B2 (ja) | 1995-02-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |