高速ミーリング加工用工具の開発-サーマルクラック抑制型工具の考案とその効果について-

高速铣削刀具的开发 - 热裂纹抑制刀具的发明及其效果 -

• 批准号: 12750102
• 负责人: 加藤 秀治
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Kanazawa Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12750102/
• 关键词: バインダーレスcBN工具; サーマルクラック; 高速切削; ミーリング加工; 切削温度

従来,高硬度鋼の仕上加工に使用されているcBN工具は極端に熱膨張率の異なる物質[c-BN粒子(4.7×10^<-6>/℃)と結合剤(7.6〜5.1×10^<-6>/℃)]からなる複合型工具材であり,高速断続ミーリング加工に適用した場合には熱疲労が原因で生ずるサーマルクラックの発生により工具寿命は極めて短寿命となる.本研究では,結合剤の含まれないc-BN粒子の単一組成からなる新規cBN材料(バインダーレスcBN)の開発とその効果について検討する.(1)工具材料の作製については,結合剤を用いないで高温高圧条件でhBN粒子を直接変換させることにより,常温硬度HV5000,常温3点曲げ強度1.2GPa,熱伝導率500W/m・Kの諸特性を有すバインダーレスcBN焼結体を得た。(2)上述したバインダーレスcBN焼結体を用いて高速乾式条件(2000m/min)下で切削距離100km以上の切削を行った場合においてもサーマルクラックの発生は発生せず,優れた耐サーマルクラック特性を有していることを明らかとした.また,加工物の表面の黒鉛部分が表層流れにより覆い隠され,Ra:0.3μmの極めて良好な加工面を得ており、ねずみ鋳鉄材料の加工面としては極めて良好な表面粗さの実現に成功した。(3)切削環境を湿式環境とすることにより,刃先温度の加熱・冷却温度を変化させた実験的なアプローチを行い,バインダーレスcBN工具サーマルクラック発生領域を明らかとした.また,乾式加工における加工時最高温度と冷却時の温度測定を行い,その差が400℃程度であることを明らかとした.

过去用于完成高速钢的CBN工具是具有极大不同的热量膨胀速率[C-BN颗粒（4.7×10 ^<-6>/°C）和结合剂（7.6至5.1×10×10 ^）的物质<-6>℃）]它是一种复合工具材料，如果将其应用于高速铣削处理，则由于热疲劳引起的热裂纹，该工具寿命将非常短将检查由不包含结合剂的CBN粒子组成的新CBN材料（无链球）的开发。烧结的身体具有HV5000的各种特征，在室温下为3点3点弯曲，1.2 GPA和500W/m和K的导热率为500W。 （2）即使在高速干燥条件下（2000m/min）进行100公里或更高的切割距离使用上述无粘合剂CBN CBN烧结，也不会出现热裂纹，并且出色的热裂纹是极好的显然，它具有一个特征。鼠标铸铁材料是处理的。 （3）通过改变湿度环境的切割环境的加热和冷却温度的实验方法，并揭示了无粘合剂CBN工具热裂纹。进行了，很明显差异约为400°C。

项目成果

H.Kato, K.Shintani, H.Sumiya: "Cutting performance of a binder-less sintered cubic boron nitride tool in the high-speed milling of gray cast iron"Journal of Materials Processing Technology. (掲載決定).

H.Kato、K.Shintani、H.Sumiya：“无粘结剂烧结立方氮化硼刀具在灰铸铁高速铣削中的切削性能”材料加工技术杂志（已出版）。