(57)【要約】　　　（修正有）【課題】従来のサイズの小さな超高圧焼結体スローアウェイチップは、そのサイズが小さいため、超高圧焼結体を位置精度良く超硬合金の台金にろう付けすることが難しく、また、ろう付け後の工具仕上げ加工も加工精度を高めるために多くの工数を必要とし、切削工具としては高価にならざるを得なかった。【解決手段】規則的に配置した座ぐりを有する台金用素材と前記座ぐりの中に入る超高圧焼結体２を一体に加熱してろう付けする。その後台金用素材の上面を研削し、前記の超高圧焼結体が切刃となるようにワイヤーカット放電加工により、台金用素材と超高圧焼結体を切断することによって切削工具を製造する。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
規則的に配置した座ぐりを有する台金用素材と前記座ぐりの中に入る超高圧焼結体とろう材を準備し、前記の座ぐりの中に、ろう材を入れ、さらに前記の超高圧焼結体を座ぐりの中に置き、それを加熱してろう付けし、その後台金用素材の上面を研削し、前記の超高圧焼結体が切刃となるようにワイヤーカット放電加工により、台金用素材と超高圧焼結体を切断することを特徴とするろう付けチップの製造方法。
【請求項２】
前記台金用素材の座ぐりと座ぐりの間にテーパー部を有する貫通穴を有することを特徴とする請求項１に記載のろう付けチップの製造方法。
【請求項３】
前記の座ぐりが円形であり、超高圧焼結体が円板であることを特徴とする請求項１又は２記載のろう付けチップの製造方法。
【請求項４】
前記のろう付けチップの外周を研磨または放電加工することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のろう付けチップの製造方法。
【請求項５】
前記の超高圧焼結体が、ｃＢＮ焼結体又はダイヤモンド焼結体のいずれかであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のろう付けチップの製造方法。
【請求項６】
座ぐりの下面が、焼結したままであることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のろう付けチップの製造方法。
【請求項７】
請求項１に記載の製造方法で得られたろう付けチップ。
【請求項８】
台金の角部に超高圧焼結体がろう付けされていて、前記台金の、前記超高圧焼結体の接する端の部分に面取りがないことを特徴とする、ろう付けチップ。
【請求項９】
台金角部に超高圧焼結体がろう付けされているチップであって、前記チップの側面はワイヤーカット放電加工のままであることを特徴とするろう付けチップ。
【請求項１０】
ワイヤーカット放電加工の切れのこり部がチップの角部にあることを特徴とする請求項９に記載のろう付けチップ。
【請求項１１】
ワイヤーカット放電加工の切れのこり部のみを研削除去したことを特徴とする請求項９または１０のいずれかに記載のろう付けチップ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、超高圧焼結体であるダイヤモンド焼結体や立方晶窒化硼素（以下「ｃＢＮ」と称す。）焼結体からなるろう付けチップであって、特に安価に製造できるろう付けチップの製造方法とろう付けチップに関する。
【０００２】
【従来の技術】
超高圧焼結体を刃先とする従来の切削工具は、図５に示すように超硬合金製台金３の上に、超硬合金６で裏打ちされた超高圧焼結体２をろう付けして完成させる。超硬合金製台金３の切り欠き部５は、超硬合金を機械加工して形成される場合と、切り欠き部５をあらかじめ設けた圧粉体を焼結して作成する場合がある。
このとき、超高圧焼結体と超硬合金製台金の境界８は直線になることが多い。加工の容易性と、超高圧焼結体の使用量を減らすためである。
【０００３】
裏打ちの超硬合金６と超高圧焼結体２は、超高圧焼結体作製時に重ねて焼結して２層からなる超高圧焼結体７をまず製作する。そしてその上下面を研削して、円板状の二層超高圧焼結体を製作する。裏打ちの超硬合金６と超高圧焼結体２は、超高圧焼結時に接合するので強固に接合している。これを放電加工や、レーザー加工により切断加工し、二層超高圧焼結体７を切り出す。
【０００４】
次に、超硬合金製台金３の切り欠き部５に二層超高圧焼結体を配置し、高周波加熱により銀ろう付けする。本来なら、炉の中へ入れて加熱すれば完了するところである。しかしながら寸法精度や、位置精度の関係から、人が目視により二層超高圧焼結体の位置調整をしながら高周波加熱などによりろう付けしている。
【０００５】
ろう付けチップの大きさが小さくなると、超硬合金製台金３、二層超高圧焼結体７も小さくなるので、寸法精度高くろう付けすることができなくなる。そこで、ろう付け後にろう付けチップの切刃を構成する逃げ面と上下面を研磨して完成品としていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、超高圧焼結体を切刃とするろう付けチップを安価に提供しようとするものである。従来の小型のろう付けチップは、第１には、超硬合金製台金の切り欠き部５の厚さが不足して、すくい面に垂直な力に対して弱くなりすぎて実用出来ない。第２は、二層超高圧焼結体７が小さくなり、正確に切り欠き部５に配置できなくなり、且つ正確に配置できたとしても、ロー付け時に二層超高圧焼結体が移動して寸法精度が不足する。第３には、ろう材が台金の周囲に漏れ、それを除去しなければ使用できないなどの製造上の課題があった。
【０００７】
そこで、微小なろう付けチップ１は、少し大きめの超硬合金製台金３と少し大きめの二層超高圧焼結体７を用いてろう付けし、その後研削加工や総型による放電加工により切刃を形成していた。ここで総型による放電加工とは、最終形状に加工した放電加工用電極を用いて放電加工する加工方法である。この場合は、不ぞろいのろう付けチップなので自動加工できないし、また材料の歩留まりが低く、安価な切削工具を提供できなかった。また、前記したすくい面に垂直な力に対する強度を高めるために、二層超高圧焼結体の裏打ち部である超硬合金のないものを使用することも検討されている。この場合は、従来の銀ろうでは濡れ性が悪くて、やはり、超高圧焼結体２の位置の台金３に対する位置精度が不足する。
【０００８】
従来の超高圧焼結体からなる小型切削工具として、全体が超高圧焼結体で出来ているものがある。これらの工具は、超高圧焼結体の使用量が多く、高価な切削工具となる。本発明は、これらより更に安価に超高圧焼結体を用いたろう付けチップを提供しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
規則的に配置した座ぐりを有する台金用素材と前記座ぐりの中に入る超高圧焼結体とろう材をまず準備する。次に前記の座ぐりの中に、ろう材を入れ、さらに前記の超高圧焼結体を座ぐりの中に置き、それを一体に加熱してろう付けする。
その後台金用素材の上面を研削し、前記の超高圧焼結体が切刃となるようにワイヤーカット放電加工により、台金用素材と超高圧焼結体を切断することによって切削工具を製造できる。
【００１０】
このようにして得られたろう付けチップは、台金の角部に、超高圧焼結体が活性ろう材によりろう付けされていて、前記台金の、前記超高圧焼結体の接する部分に面取がない。またこのようにして得られたろう付けチップは、チップの側面はワイヤーカット放電加工のままである。これは、必要によって側面を研磨することもできる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明で得られたろう付けチップは、図１に示すような構成を持ち、安価でかつ、寸法精度の高いチップを提供することができる。この発明を完成できた最大の理由は、ワイヤーカット放電加工により切断した切断面をそのまま、ろう付けチップの切刃として使用できることを見出した点にある。一般的な超硬合金をベースとするチップは、ひとつずつプレス成形してそれを焼結して作製していた。
従って、焼結体を切断する必要性はまったくなく、超硬合金を切断してチップに使用するという発想がそもそもなかった。
【００１２】
しかしながら、本発明者は小型のろう付けチップを安価に製造しようとして、従来の問題点を検討するうちに本発明を完成させることができた。この発明においては、まず図２や図３に示す台金用素材１１を作るために、８５〜９４重量％ＷＣ−６〜１５重量％Ｃｏに配合した混合粉末を大型プレスによりたとえば縦横それぞれ７０ｍｍで、厚さ３ｍｍの圧粉体を製造する。次に、これからワックスなどの超硬合金原料の結合材を約２００゜Ｃから４００゜Ｃの温度を加えて除去し、その板の上面に座ぐり１３を設け、その後約１４００℃で焼結して台金用素材１１を製造する。目的とするチップがネジ締めタイプのチップの場合、前記座ぐり１３と座ぐり１３の間に貫通穴１４を設ける。焼結により約７割寸法が収縮するので、縦横５０ｍｍで、厚さ約２ｍｍの焼結体を得ることができる。
【００１３】
このようにして得られた焼結体に実施例などに示す方法で、ダイヤモンドやｃＢＮの超高圧焼結体１２をろう付けした後、台金用素材１１と超高圧焼結体１２を所定の形状にワイヤーカット放電加工で切り出す。所定のプログラムによって、所定の形状のろう付けチップを切断して得ることができる。図２、３に示す点線は、ワイヤーカット放電加工の切断していく道筋を示したものである。このような切断加工は全部自動的に切断できる。そして、ワイヤーカット放電加工による切断面をよく観察すると、通常は表面変質層が生成しているが、電流量を下げて切断したところ、超硬合金台金３もｃＢＮ焼結体２やダイヤモンド焼結体２にも表面変質層がほとんどない切断面が得られた。電気伝導度の相違が大きい超硬合金とダイヤモンド焼結体やｃＢＮ焼結体を同時に切断できることを発見したことによって、本発明を完成することができた。
【００１４】
しかしながら、より精密なろう付けチップを作るために、外周部を研磨や総型による放電加工をしてもよい。表面変質層が薄いので、わずかな研磨しろや放電加工しろで、精密ろう付けチップを得ることができる。
【００１５】
本発明のろう付けチップのさらなる特徴は、超硬合金台金３の超高圧焼結体２の接する端の部分、例えば座ぐりの部分や境界８の端部に面取りがないことである。従来の一つずつプレス成型して作る方法では、金型の構造上その端部には面取り部を必ず設ける。しかしながら、本発明のように板から所望の形状のものを切り出す場合には、面取り部が生じない。従って、ろう付け部の端面に余分なクリアランスがなく、強度の高いろう付けができる。
【００１６】
本発明で用いられる超高圧焼結体は、ダイヤモンド焼結体やｃＢＮ焼結体である。ダイヤモンド焼結体は、ダイヤモンド粒子と金属コバルトを主成分とするので、導電性は高い。一方、ｃＢＮ焼結体においては、ｃＢＮ粒子と金属コバルトを主成分とするもの、ｃＢＮ粒子と窒化チタンなどのように導電性のあるセラミック材料からなるもの、ｃＢＮ粒子と窒化アルミのように導電性のない材料からなるものがある。しかしながら、本発明ではワイヤーカット放電加工するので、導電性を有する超高圧焼結体に適用できる。
【００１７】
超高圧焼結体には、超硬合金で裏打ちしたものとそうでないものがある。小型のろう付けチップを作製する場合は、超硬合金台金３の強度との関係で、裏打ちのない方がよい。しかしながら本発明は、小型のろう付けチップに限定されるものではないので、裏打ちのある超高圧焼結体を用いてもかまわない。
【００１８】
本発明の、境界８は円弧である。前記したように、台金用素材１１に座ぐり１３を設けるのであるから、座ぐり１３の形状は円弧であれば最も簡単に加工できる。その他に、種々な形状が考えられるが精度と加工コストを勘案すると、円弧の座ぐりが好適である。本発明の目的は安価なろう付けチップを提供することにあり、台金用素材を焼結した後、座ぐりの底面や側面またねじ締め用の貫通穴を、焼結後に機械加工する必要はない。
【００１９】
また、ワイヤーカット放電加工では、切り始めの部分と切り終わりの部分が同じ点になり、その部分はいかにうまく切断しても必ず切残し１５が生じる。この部分を手で触ると、突起がありざらざらした感触である。細い線でワイヤーカット放電加工する場合、その切残し１５は小さくなるがなくすことはできない。この切残しを残しても実用上何ら支障はない。必要であれば研磨や研削によりその部分だけ、あるいは、チップの側面全面を研磨や研削することにより除去できる。前記した切残し１５の位置は、切刃のない角部が望ましい。しかしながら、４角全部に切刃がある場合、切残し１５の位置は辺に位置する。
【００２０】
又、本発明で用いるろう材は、一般的に用いられている銀ろうや、チタンなどの活性金属を含んだ活性ろう材が使用できる。特に超硬合金の裏打ちのないｃＢＮ焼結体やダイヤモンド焼結体を接合する場合は、活性金属が化学的に不活性なｃＢＮ焼結体やダイヤモンド焼結体と台金３との間の接合を強化する。
【００２１】
以下図面を用いて詳細に本発明を説明する。
【００２２】
【実施例１】
図１は、超高圧焼結体複合チップを示しその一例である。この実施例では、内接円３．５ｍｍ、厚み１．４ｍｍ頂角８０゜の切削工具の２つのコーナーにｃＢＮ焼結体をろう付けしたチップである。このチップは以下のようにして製造される。
【００２３】
図２に示すように縦、横、厚さがそれぞれ、６０ｍｍ、６０ｍｍ、２．０ｍｍの台金用素材を準備する。次に、直径２．６ｍｍの深さ０．７ｍｍの座ぐり穴１３を図２に示すようにあける。
【００２４】
一方直径３５ｍｍ、厚さ０．８ｍｍのｃＢＮ焼結体１２を準備する。上下面は電解研磨されている。これをワイヤーカット放電加工により、直径２．５ｍｍの円板を切り出した。更に、銀、銅、チタンを含む活性銀ろう材を準備した。このろう材を、７０ｍｇずつ、前記した座ぐり穴に装填した。次に、その上に上記のｃＢＮ焼結体を入れて、温度８５０℃で不活性雰囲気の炉の中に０．５時間保持した。得られた素材の上面を研削加工し、その後、ワイヤー放電加工により内接円４．０ｍｍ、頂角８０度の形状に切断した。得られた素材を、自動外周研削盤により研削加工し、刃先交換式バイト用の切削工具を作成した。作成した切削工具を用いて、焼入れ鋼の内径ボーリング切削試験をしたが、問題なく切削できた。
【００２５】
【実施例２】
１辺が５０ｍｍ、厚さ２ｍｍの９０重量％のＷＣ−残部Ｃｏからなる台金用素材を準備した。その板は、図３に示すように直径４ｍｍで深さ０．８５ｍｍの座ぐり３６個と６０度のテーパーを持つ貫通穴が６０個あけられている。座ぐりと貫通穴のそれぞれの中心距離は４．０５ｍｍとした。貫通穴の小径部は１．９ｍｍであった。一方、ｃＢＮ焼結体で厚さ０．８５ｍｍ、直径４ｍｍ、テーパー１０゜のｃＢＮ焼結体を、ワイヤーカット放電加工で作製した。
【００２６】
座ぐりの中に、６３％Ａｇ−３５％Ｃｕ―２％Ｔｉの組成のペースト状ろう材約８０ｍｇを全ての座ぐりの中に装填した。そして各座ぐりの中に前記したｃＢＮ焼結体を配置した。これを窒素雰囲気中温度８５０℃にて１５分間保持して台金用素材とｃＢＮ焼結体をろう付けした。
【００２７】
この板のｃＢＮ焼結体をろう付けした台金用素材の上下面を、平面研削盤にて研削して厚さを１．４ｍｍとした。そして、ワイヤーカット放電加工装置の定められた位置に、前記の板をセットした。テーパー穴をまず検出して定められたチップの形状に合わせ、ワイヤー放電加工した。切断済のチップを観察すると、超硬合金の切断面は少しあれていたが、ｃＢＮ焼結体の側面はあれが少なかった。
切刃を構成するｃＢＮ焼結体の部分に合わせて切断条件を定めているからである。定量的に測定すると超硬合金の表面粗さとｃＢＮ焼結体の表面粗さとは、ともにＲａ＝０．２μｍ、Ｒｙ＝２．０μｍであった。
【００２８】
得られたチップを用いて、焼入れ鋼の内径ボーリング加工の切削試験したが上手く切削できた。
【００２９】
【発明の効果】
以上述べたように、本願発明は、小型の切削チップを安く製造する方法と小型チップを提供するものである。本願発明は、ろう付けや機械加工など従来自動化ができなかった工程を自動化できるようにすると共に、ワイヤーカット放電加工で切断し、そのままろう付けチップとして使用できるものである。より精度の高い物が要求される場合は、ワイヤーカット放電加工の後さらに研磨することもできる。本発明は主として小型のろう付けチップについて説明したが、通常使用されているＴＰＧＷ０８０２０２などの通常の型番にもそのまま利用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明で得られた超高圧焼結体複合チップの斜視図。
【図２】図２は、実施例１において本発明を実施するための途中工程を示す概念図。
【図３】図３は、実施例２において本発明を実施するための途中工程を示す概念図。
【図４】図４は、図３の貫通穴と座ぐりの断面形状を示す断面図。
【図５】図５は、従来例を示す斜視図と分解図。
【符号の説明】
１　　ろう付けチップ
２　　超高圧焼結体
３　　超硬合金台金
４　　ろう材
５　　切り欠き
６　　超硬合金
７　　二層超高圧焼結体
８　　境界
１１　台金用素材
１２　ダイヤモンドやｃＢＮの焼結体
１３　座ぐり
１４　貫通穴
１５　切残し
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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