超硬エンドミルの製造方法に関する完全ガイド

1. 原材料の選択

この「炭化物」は、 超硬エンドミル 実際には超硬合金であり、金属結合剤 (通常はコバルト (Co)) によって結合された炭化タングステン (WC) 粒子から作られています。

炭化タングステン: 非常に硬い (モース硬度 9、HV ビッカース硬度 ~2600)。耐摩耗性を提供します。

コバルト: 衝撃を吸収し、脆性を防ぐ、強靭で延性のある結合相。

構成が重要な理由:

コバルトが多い → より丈夫ですが、わずかに柔らかい工具 (断続切削に適しています)。

コバルトが少ない → 硬くなるが、より脆くなります (剛性の高いセットアップでの連続切削に適しています)。

WC の粒径は刃先の鋭さと耐摩耗性に影響します。

超極細（0.2～0.5μm）で高硬度、シャープなエッジを実現。

耐衝撃性を高めるための粗粒 (>1 μm)。

2. 粉末の混合と調整

炭化タングステン粉末、コバルト粉末、および少量のその他の炭化物（タンタル、チタン、炭化ニオブ）は重量で測定されます。

ボールミルまたはアトライターミルを使用して、ワックス/パラフィン結合剤を含むエタノールまたは水中でこれらを混合し、均質なスラリーを作成します。

目的: コバルトの均一な分布を確保し、凝集を防止し、各 WC 粒子をバインダーでコーティングして強力な焼結結合を実現します。

3. 噴霧乾燥

スラリーは噴霧乾燥機に供給され、粉末の球状凝集体が生成されます。

これらの凝集体は細かい砂のように流れ、均一なプレスに不可欠です。

水分含有量は厳密に管理されています。乾燥しすぎる→ひび割れ。濡れすぎ→プレス不良。

4. 緑色のブランクを押す

2 つの主な方法:

一軸金型プレス → ストレートシャンクブランクスに最適。

押出プレス → 長いロッドまたは内部冷却剤チャネルを備えたロッドの作成が可能になります。

得られた部品はグリーンコンパクトと呼ばれます。弱くて脆いですが、最終的なロッドのおおよその寸法となります。

プレス方向と圧力の均一性は密度分布に直接影響し、後の工具強度に影響を与えます。

5. 仮焼結（脱脂）

圧粉体は低温炉 (約 600 ～ 800 °C) で加熱され、酸化や変形を引き起こすことなくワックス/パラフィン結合剤が除去されます。

これにより、緩く結合された金属粉末のみが残ります。

6. 焼結（液相焼結）

主な緻密化ステップ: 真空または水素雰囲気中で 1400 ～ 1500 °C に加熱します。

コバルトは溶けて (液相)、WC 粒子の間を流れ、毛細管現象によって WC 粒子を引き寄せます。

成形品は直線的に約 18 ～ 22% 収縮し、99% の理論密度を達成します。

結果:
緻密で非常に硬いロッドで気孔がなく、すぐに研削できます。

7. ロッドの準備

超硬ロッドは、ダイヤモンドソーまたはワイヤ放電加工機を使用して所定の長さに切断されます。

取り扱い中の欠けを防ぐために、端が面取りされている場合があります。

組み合わせツール（スチールシャンク超硬カッティングヘッド）の場合、ろう付けはこの段階で行われます。

8. 形状の CNC 研削

刃研削

ダイヤモンド砥石を使用した 5 軸 CNC 工具研削盤で行われます。

機械の公差は数ミクロン以内です。

パラメータには次のものが含まれます。

刃数（2枚、3枚、4枚以上）

ねじれ角 (強度を高めるためにねじれを低くし、切りくず排出を速くするためにねじれを高くする)

コアの厚さ（剛性とチップスペースに影響します）

端面形状研削

工具先端の形状は、平坦、ボールノーズ、コーナーアール、または特殊な形状です。

切削性能を最適化するために二次逃げ角とすくい角が研削されています。

高精度工具の場合は、切れ味と耐チッピング性を制御するために刃先処理 (ホーン) が適用されます。

9. オプション: クーラント貫通穴開け加工

エンドミルが内部クーラントチャネルを備えて設計されている場合、これらはロッドの押出中または焼結後の EDM ドリリングによって作成されます。

EDM (放電加工) は、超硬に損傷を与えることなく、小さくて正確な穴をあけることができます。

10. コーティング（PVD/CVD）

目的: 工具寿命の延長、摩擦の低減、耐熱性。

一般的なコーティング:

TiAlN / AlTiN：高温耐酸化性。

DLC（ダイヤモンドライクカーボン）：低摩擦で非鉄加工に優れます。

ナノコンポジットコーティング: 極度の耐摩耗性を実現する非常に微細な構造。

プロセス:

PVD (物理蒸着): 低温 (~450 ～ 600 °C)、鋭いエッジを維持します。

CVD (化学蒸着): 高温 (~900 ～ 1050 °C) でコーティングが厚くなり、後研削が必要になる場合があります。

11. 最終検査

レーザーマイクロメーターは、直径、同心度、振れを測定します。

光学式コンパレーターが溝の形状をチェックします。

塗装の密着性と表面粗さを検査します。

高性能ミルは、高速スピンドル向けに動的バランスがとられています。

12. 包装

各ツールは超音波洗浄され、研削およびコーティングの残留物が除去されます。

輸送中の欠けを防ぐために、個別のプラスチックチューブに梱包されています。

概要表: