JPH0777688B2

JPH0777688B2 - 耐欠損性のすぐれたサーメット製ドリル

Info

Publication number: JPH0777688B2
Application number: JP61133060A
Authority: JP
Inventors: 一价吉岡; 真一関谷
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1986-06-09
Filing date: 1986-06-09
Publication date: 1995-08-23
Anticipated expiration: 2010-08-23
Also published as: JPS62292307A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、すぐれた耐欠損性を有し、かつ耐摩耗性お
よび耐溶着性にすぐれ、特に高送り切削でも高い仕上面
精度が得られ、かつきわめて長い使用寿命を示すサーメ
ット製ドリルに関するものである。

〔従来の技術〕

従来、一般に、ドリルとしては、例えば第１図に先端面
図（ａ）および正面図（ｂ）で示されるソリッドドリル
などが知られており、これらのドリルは、高速度鋼や炭
化タングステン（以下WCで示す）基超硬合金なとで製造
されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、これらのドリルを、例えば高送り切削に用いた
場合、高速度鋼製ドリルは、耐摩耗性不足が原因で、き
わめて短かい使用寿命しか示さず、またWC基超硬合金製
ドリルは、十分な耐摩耗性をもつものの、被削材との耐
溶着性に問題があるために、比較的短時間で仕上面精度
が低下し、短かい使用寿命しか示さない。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで、本発明者等は、上述のような観点から、特に高
送り切削でもすぐれた切削性能を長期に亘って発揮する
ドリルを開発すべく研究を行なった結果、ドリルを、重
量％で（以下、％は重量％を示す）、硬質分散相形成成分としてW,Mo,Ta、およびNbの炭化物
（以下、それぞれWC,Mo₂C,TaC、およびNbCで示す）のう
ちの１種以上:8〜20％、結合相形成成分としてCoおよび／またはNi:20〜26％、硬質分散相形成成分としてTiの炭化物との窒化物、また
は炭窒化ケタン（以下、それぞれTiC、TiN,TiCNで示
す）：残り、からなる組成、並びに、硬さ：ロックウェル硬さＡスケール（H_RA）で88〜91未
満、硬質分散相の平均粒径:0.5〜１μｍ、を有するサーメットで構成すると、このサーメットは、
通常のサーメットのもつ硬さ:H_RA91.5以上および硬質分
散相の平均粒径:2μｍ以上に比して、相対的に低い硬さ
をもち、かつ細かい硬質分散相で構成されていることか
ら、この結果のサーメット製ドリルは、これを高送り切
削に用いても欠損が発生することなく、すぐれた耐摩耗
性と耐溶着性を示し、高い仕上面積精度を著しく長期に
亘って発揮するという研究結果を得たのである。

この発明は、上記の研究結果に基づいてなされたもので
あって、以下に配合組成、硬さ、および硬質分散相の平
均粒径を上記の通りに限定した理由を説明する。

（１）配合組成 WC,Mo₂C,TaC、およびNbCは、いずれも焼結時にTiCとTi
N、またはTiCNと反応して硬質分散相としての複合炭窒
化物、すなわち組成式で示せば、（Ti,M）CN（ただし、
Ｍは、W,Mo,Ta、およびNbのうちの１種以上）を形成
し、硬質分散相の耐熱衝撃性を向上させ、もってクラッ
クの発生を抑制し、このクラックが原因のチッピングの
発生を防止する作用をもつが、その割合が８％未満では
所望のすぐれた耐熱衝撃性を有する硬質分散相を形成す
ることができず、一方その割合が20％を越えると硬質分
散相の硬さが低下するようになることから、その割合を
８〜20％と定めた。

また、CoおよびNiには、焼結性を向上させ、かつ結合相
を形成して強度を向上させる作用があるが、その割合が
20％未満では所望の強度向上効果が得られず、かつ硬さ
かがH_RA91以上になってしまい、この結果欠損が発生し
易くなり、一方その割合が26％を越えるとH_RAで88以上
の硬さを確保することができず、耐摩耗性が低下するよ
うになることから、その割合を20〜26％と定めた。

（２）硬さ硬さがH_RA88未満では所望の耐摩耗性を確保することが
できず、一方硬さがH_RA91以上になると耐欠損性に低下
傾向が現われるようになることから、硬さをH_RA88〜91
未満と定めた。

（３）硬質分散相の平均粒径その平均粒径が0.5μｍ未満のサーメットは、現在の技
術では製造が困難であり、一方その平均粒径が１μｍを
越えると、耐熱衝撃性に低下傾向が現われ、クラックが
発生し易くなり、このクラックが原因でチッピングが発
生し、摩耗が促進されるようになることから、その平均
粒径を0.5〜１μｍと定めた。

〔実施例〕

つぎに、この発明のサーメット製ドリルを実施例により
具体的に説明する。

原料粉末として、いずれも0.5〜1.7μｍの範囲内の所定
の平均粒径を有するTiC粉末、Tin粉末、TiCN粉末、WC粉
末、Mo₂C粉末、TaC粉末、およびNbC粉末、並びにいずれ
も1.5μｍの平均粒径を有するCo粉末およびNi粉末を用
意し、これら原料粉末をそれぞれ第1,2表に示される配
合組成に配合し、通常の条件で混合し、プレス成形し、
焼結して外径:11.5mm×長さ:95mmの寸法をもったサーメ
ット素材を形成し、このサーメット素材から外径:10.5m
m×長さ:89mmの寸法に研磨仕上げすることによってソリ
ッドドリルとしての本発明サーメット製ドリル（以下、
本発明ドリルという）１〜９および比較サーメット製ドリル（以下、比較ドリルという）１〜７をそれ
ぞれ製造した。

なお、比較ドリル１〜７は、いずれも配合組成、硬さ、
および硬質分散相の平均粒径のうちのいずれか（第2,3
表に※印を付す）がこの発明の範囲から外れたものであ
る。

また、比較の目的で、高速度鋼（JIS・SKH−55）製ドリ
ル、およびWC基超硬合金製ドリルを従来ドリル1,2とし
て用意した。

ついで、この結果得られた本発明ドリル１〜９、比較ド
リル１〜７、および従来ドリル1,2について、これを構
成するサーメットの硬質分散相の平均粒径、並びに硬さ
を測定すると共に、被削材の材質：炭素鋼（S45C、硬さ:H_B160）、被削材の形状：厚さ15mmの板材、切削速度:60m/min、送り:0.2m/rev.、形式：湿式、の条件で鋼板材の高送り穴あけ切削試験を行ない、3500
の穴あけ加工後のドリルの正面刃とマージン部における
摩耗深さを測定した。これらの測定経過を第３表に示し
た。

〔発明の効果〕

第１〜３表に示される結果から、本発明ドリル１〜９
は、いずれも従来ドリル1,2に比してすぐれた切削性能
を著しく長期に亘って発揮することが明らかである。

一方、比較ドリル１〜７に見られるように、配合組成、
硬さ、および硬質分散相の平均粒径のうちのいずれかが
この発明の範囲から外れると所望の切削特性を示さない
ことが明らかである。

以上のように、この発明のサーメット製ドリルは、すぐ
れた耐欠損性を有し、かつ耐摩耗性および耐溶着性にも
すぐれたサーメットで構成されているので、高送り切削
でも高い仕上面精度を著しく長期に亘って発揮するなど
工業上有用な特性を有するのである。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）および（ｂ）は、ドリルの１例としてのソ
リッドドリルの先端面図および正面図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】重量％で、硬質分散相形成成分としてW,Mo,Ta、およびNbの炭化物
のうちの１種以上:8〜20％、結合相形成成分としてCoおよび／またはNi:20〜26％、硬質分散相形成成分としてTiの炭化物と窒化物、または
炭窒化物：残り、からなる配合組成、並びに、硬さ：ロックウェル硬さ（Ａスケール）で88〜91未満、硬質分散相の平均粒径:0.5〜１μｍ、を有するサーメットで構成したことを特徴とする耐欠損
性のすぐれたサーメット製ドリル。