棒状体以及切削工具的制作方法

本发明涉及棒状体、以及钻头、端铣刀等长条状的切削工具。

背景技术：

长条状的棒状体被用作结构构件。作为使用棒状体的例子，已知例如对圆柱长条状的棒状体所构成的坯料进行开刃加工的钻头、端铣刀等的切削工具。关于开孔加工中使用的钻头，已知从顶端的切刃形成了凹槽沟的整体钻头，例如被用作搭载电子部件的基板的开孔加工用。

例如，专利文献1中，公开了直径方向或长度方向上组成不同的钻头坯料。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-526664号公报

技术实现要素：

本发明的棒状体包含含有wc和co的超硬合金，为长条状，且在长度方向上，第1端部的co含量coac少于第2端部的co含量cobc，并且具有在所述第2端部侧伴随所述co含量的变化量的倾斜度s2的第2区域、和在所述第1端部侧伴随所述co含量的变化量的倾斜度s1的第1区域，所述倾斜度s1大于所述倾斜度s2。

另外，本发明的切削工具具备含有wc和co的超硬合金部，

该超硬合金部为长条状，且在长度方向上，至少在第1端部侧具备切刃，并且在第2端部侧具备柄部，

第1端部的co含量coac少于第2端部的co含量cobc，并且具有在所述第2端部侧伴随所述co含量的变化量的倾斜度s2的第2区域、和在所述第1端部侧伴随所述co含量的变化量的倾斜度s1的第1区域，所述倾斜度s1大于所述倾斜度s2。

附图说明

图1中，图1a为与作为本发明的棒状体的适宜例的切削工具用坯料的一例相关的侧视图，图1b为表示图1a的切削工具用坯料中的co含量的分布的图。

图2中，图2a为与作为本发明的棒状体的适宜例的切削工具用坯料的另一例相关的侧视图，图2b为表示图2a的切削工具用坯料中的co含量的分布的图。

图3为与作为本发明的其它棒状体的适宜例的切削工具用坯料的另一例相关的侧视图。

图4为针对成形图1所示的切削工具用坯料的方法的一例，用于对模具的构成进行说明的示意图。

图5为与将图1所示的切削工具用坯料接合于柄并进行了开刃加工的钻头的一例相关的侧视图。

具体实施方式

基于与作为本发明的棒状体的适宜例的切削工具用坯料的一例相关的侧视图、以及作为表示切削工具用坯料中的co含量的分布的图的图1、图2进行说明。需要说明的是，图1中，使用切削工具用坯料进行加工，对于在第1端部(以下，称为a部。)具有切刃、并且第2端部(以下，称为b部。)为柄的钻头的一例用虚线示出。

用于本实施方式的钻头1的切削工具用坯料(以下，仅简称坯料。)2具有超硬合金部。另外，超硬合金部含有wc和co。图1中，坯料2包含超硬合金部。需要说明的是，图1的坯料2具有本体部10和突起部15。另外，坯料2在坯料2的表面可以具有被覆层(未图示)。

坯料2为圆柱长条状，且在长度方向上，具备形成有切刃一侧的a部、和接合于柄3一侧的b部。坯料2除了wc和co以外，可以含有除了w的元素周期表4、5、6族金属的碳化物。元素周期表4、5、6族金属的碳化物可以为cr3c2、vc、tic、tac、nbc、zrc。特别是在超硬合金部含有cr3c2的情况下，坯料2的耐蚀性高。另外，在超硬合金部含有cr3c2和vc的情况下，能够抑制wc粒子的异常晶粒生长，稳定地制作粒径统一的超硬合金。超硬合金部的平均粒径小于1.0μm的情况下，坯料2的硬度和韧性高。

根据本实施方式，坯料2的a部的co含量coac少于b部的co含量cobc。由此，能够提高具有切刃的a部的耐磨损性，并且能够在钻头、端铣刀等切削工具中提高容易折损的b部侧的耐折损性。而且，根据本实施方式，具有在b部侧伴随co含量的变化量的倾斜度s2的第2区域12、和在a部侧伴随co含量的变化量的倾斜度s1的第1区域11，倾斜度s1大于倾斜度s2。由此，能够在较高地维持a部的耐磨损性的状态下，提高b部侧的宽范围的韧性，提高坯料2的耐折损性。

需要说明的是，本实施方式中，a部和b部是指坯料2的端部，但具体来说，设为通过epma分析而能够分析坯料2的组成的位置。也就是说，如图1b、图2b所示，在坯料2的端部的epma分析中，因点大小的关系，在测定区域的一部分从坯料2超出的位置中，存在无法测定正确组成的情形，因此选择能够测定的位置。

coac为0～10.0质量％、cobc为2.0～16.0质量％的情况下，能够较高地维持坯料2的耐磨损性和耐缺损性。coac和cobc的更理想的范围根据加工条件而改变，coac为0.2质量％～7质量％、cobc为2质量％～12质量％。例如，用作印刷基板加工用的钻头的情况下，可以是coac为1.0～4.9质量％、cobc为5.0～10.0质量％。以往的均匀的组成中，难以使co含量低于5质量％的超硬合金致密化。更具体来说，根据co原料粉末的粒径、凝聚状况，在烧成后的坯料2中产生co的凝聚部，因此co的分布会产生不均。然而，本实施方式中，由于co的毛细管现象而使co扩散，因而难以形成co的凝聚部，能够成为均匀的分布状态。其结果是，在a部侧即使co含量少，也成为致密的超硬合金。

coac与cobc之比(coac/cobc)为0.2～0.7的情况下，能够提高a部的硬度，并且能够提高坯料2的耐折损性。需要说明的是，coac/cobc的测定方法是，在将坯料2沿长度方向半分割而得的截面，通过epma分析测定各区域内的组成从而能够确认。a部和b部的组成分析在截面的中心轴上测定。

在此，倾斜度s1、s2表示长度方向的co含量的变化率。为了确认坯料2的长度方向的组成变化，通过epma分析测定坯料2的长度方向的co含量的分布，确认第1区域11和第2区域12的存在，倾斜度s1和倾斜度s2由用最小二乘法逼近各区域内的分布时的斜率来算出。需要说明的是，斜率将从a部向b部变低的方向设为正，将从a部向b部变高的方向设为负。

倾斜度s1为0.2～1.0质量％/mm、倾斜度s2为0～0.2质量％/mm的情况下，能够提高a部的硬度，并且能够提高坯料2的耐折损性。需要说明的是，第1区域11的倾斜度s1在区域内可以不恒定。特别是在第1区域11中，在a部侧的倾斜度变大的情况下，a部的耐磨损性变高且坯料2的耐折损性变得更高。

需要说明的是，对于坯料2而言，当在坯料2的表面被覆金刚石被覆层(未图示)时，在第1区域11的表面，妨碍金刚石结晶的生长的co含量少，因此在第1区域11中金刚石被覆层的结晶化度变高，金刚石被覆层的硬度和密合性提高。

另外，在第2区域12与第1区域11之间，具有倾斜度比第1区域11大的倾斜度s3的第3区域13的情况下，容易控制第1区域11和第2区域12的倾斜度s1、s2，能够进一步提高容易发生折损的b部侧的耐折损性。若倾斜度s3为2～50质量％/mm，则能够同时提高a部侧的耐磨损性和b部侧的耐折损性。

此外，如图2所示，可以在比第1区域11更靠a部侧，具有与倾斜度s1相比倾斜度更小的倾斜度s4的第4区域14。该情况下，有时还能扩大a部侧的耐磨损性高的范围。另外，倾斜度s4为0～0.5质量％/mm、并且第4区域14的co含量为0～0.6质量％的情况下，当在坯料2的表面覆盖金刚石被覆层时，在第4区域14的表面，金刚石被覆层的结晶化度进一步提高，金刚石被覆层的硬度和密合性提高。在第1区域11与第4区域14的边界，存在co含量的分布的拐点。

将第1区域11的长度方向的长度设为l1、将第2区域12的长度方向的长度设为l2、将第3区域13的长度方向的长度设为l3、将第4区域14的长度方向的长度设为l4时，在l1/l2＝0.2～5.0的情况下，能够提高a部的硬度，并且能够提高坯料2的耐折损性。将钻头1用作印刷基板加工用的微型钻头的情况下，可以是l1/l2＝0.2～5.0、且coac＝0.3～8.0质量％、且cobc＝2.5～15.0质量％。

另外，l3/l2＝0.01～0.1的情况下，容易调整第2区域12和第1区域11的co含量。l4/l2＝为0～0.05的情况下，能够更加稳定地促进a部的超硬合金部的致密化。l4/l2＝大于0.05、且在第4区域14存在未致密化的部分的情况下，制作钻头1时，可以将第4区域14的至少一部分研磨除去。

将坯料2沿长度方向半分割而得的截面的a部侧的角部、即a部的外周部的co含量coao少于a部的中心的co含量coac的情况下，在钻头、端铣刀等旋转工具中，能够提高切刃之中最容易磨损的外周部的耐磨损性。

将a部的外周部的co含量设为coao时，在coao为0.1～6.5质量％、coao相对于coac之比(coao/coac)为0.1～0.9的情况下，能够提高切削工具中的切刃的耐磨损性，并且能够抑制切削工具的顶端的中心部的缺损。

在此，坯料2的a部的直径da、b部的直径db均为2mm以下、将长度方向的长度设为l时，长度l相对于da之比(l/da)为3以上的形状难以通过挤出成形来制作。即，难以改变a部和b部的co含量，且也难以形成突起部15。与此相对，由该形状构成的坯料2可以通过压制成形而制作。而且，通过调整模具的形状、烧成条件等制造条件，抑制模具的缺损、成形体的缺损，并且将烧成后的坯料的组成和形状控制在规定的范围内。

另外，通过使比(l/da)为3以上，在烧成后的坯料2中，能够容易地将coac和cobc调整为规定的关系。即，若比(l/da)小，则通过烧成中的co的扩散，坯料2中的coac与cobc之差消失。比(l/da)的理想的范围为4～10。

需要说明的是，在坯料2的da、db为0.2～2mm、长度l为3～20mm的情况下，适宜作为印刷基板加工用的钻头使用。da的特别理想的范围为0.3～1.7mm。其它用途中，还有da超过2mm的情况，这样的情况下的da的理想的范围为0.2～20mm，l＝3～50mm。

本实施方式中，如图3所示，da/db可以为1.02～1.20。由此，通过co含量不同的a部与b部的尺寸差，能够容易地判别a部与b部，能够在a部切实地形成切削工具的切刃。通过使da/db为1.20以下，制造切削工具时只需要少量的研磨费用，能够节约加工成本。da/db的更理想的范围为1.03～1.10。

另外，图3中，具有包含a部且直径以相对于a部的直径的比率计为0.95以上的区域a、和包含b部且直径以相对于a部的直径的比率计小于0.95的区域b。此时，将区域a的长度方向的长度设为la、将区域b的长度方向的长度设为lb时，比la/(la+lb)为0.3～0.6。若为该范围，则再研磨后的钻头1的切刃的耐磨损性也高，且能够提高凹槽部的耐折损性。比la/(la+lb)的理想的范围为0.3～0.5。

此时，区域a中，直径从a部da向另一端b部db连续地变小。连续地变小是指，没有直径不连续地变化的高低差，由此，能够抑制坯料2的折损。

在此，坯料2可以是烧成而未研磨的状态，但在将坯料2接合于柄3的工序中，为了在把持坯料2时提高坯料2的位置精度，也可以对烧成后的坯料2的外周面进行无中心加工。

图1、2中，在接续a部的坯料2的长度方向的外侧设有突起部15。突起部15是比坯料2的直径小的形状。突起部15从第1端面18突出，本体部10的第1端面18具备突起部15位于的突起部区域16、和位于突起部区域16的外周的外周区域17。换言之，相对于a部的直径da，突起部15的与a部接触的部分的直径dc小。凭借突起部15，能够更容易地判别坯料2的a部和b部。

另外，若dc与da之比(dc/da)为0.5～0.9，则制造坯料2的工序中，能够抑制坯料2的成形体破损。突起部15如图3所示，以高度lc来设置。lc以相对于坯料2的全长l的比率计可以为5～20％。

突起部15能够容易地形成。若在突起部15形成经开刃加工的钻头1的顶端部，则加工费的浪费少。

突起部15为顶端细的形状。特别是突起部15的顶端的形状适宜为曲面状，图1-3中突起部15为半球状。由此，将坯料2无规地投入接合装置内时，即使坯料2彼此碰撞，也能够抑制突起部15缺损，并且能够抑制因突起部15而损伤其它坯料2的情形。另外，本实施方式中，突起部15与a部接触的根侧在截面视图中以r面连接。图4中，对于形成本实施方式的切削工具用坯料的方法的一例，示出用于说明模具的构成的示意图，突起部15的与a部接触的根侧在截面视图中以r面连接，由此成形体35的成形时载荷集中在下冲头23的端部，能够抑制下冲头缺损。

突起部15的第1实施方式中，突起部15的co含量cocc少于a部的co含量coac。该情况下，若在突起部15和a部形成钻头1的切刃，则切刃的耐磨损性高。另外，b部的co含量多故韧性高，若在b部侧形成钻头1的凹槽部，则凹槽部的耐折损性高。其结果是，用该坯料2制作的本实施方式的切削工具的切刃的耐磨损性高、且耐折损性也高。上述构成中，即使在切刃5仅在突起部15或仅在a部形成的情况下，切刃5的耐磨损性也高。另外，若切刃5的顶端在突起部15形成，则钻头1的开孔加工时的直行性高，开孔加工精度提高。

突起部15的第1实施方式中，将a部的中心部的co含量设为coac、将b部的中心部的co含量设为cobc、将突起部15的顶端的co含量设为cocc时，若coac为0.2质量％～7质量％、cobc为2质量％～12质量％、cocc为0.1质量％～6质量％，coac相对于cobc之比(coac/cobc)为0.1～0.6、cocc相对于coac之比(cocc/coac)为0.1～0.8的该范围内，则钻头1的耐折损性高，切刃的耐磨损性高。另外，在突起部15形成切刃5的至少顶端时，能够提高切刃5的开孔加工精度。

突起部15的第2实施方式中，关于突起部15，突起部15的co含量cocc多于a部的co含量coac。该情况下，突起部15的co含量多而硬度低，因此由坯料2制作钻头时容易将突起部15磨削除去。

另外，本实施方式中，a部的中心部的co含量多于a部的外周部的co含量。由此，将坯料2用作端铣刀(未图示)等旋转工具的情况下，在切削工具的顶端，旋转中心及其近旁的中心部的超硬合金的硬度变低。像这样，在切削工具的顶端的中心部由硬度低的材质构成的情况下，在切削工具的旋转中心及其附近，切削速度变得接近零，即使为切削工具与被削材相互摩擦的状态，也能抑制端铣刀的顶端的中心部的缺损。

突起部15的第2实施方式中，coac为0.2质量％～7质量％、cobc为3质量％～12质量％、cocc为2质量％～12质量％，coac相对于cobc之比(coac/cobc)为0.1～0.6、cocc相对于coac之比(cocc/coac)为1.2～3。若为该范围，则端铣刀的耐折损性高，切刃的耐磨损性高。另外，端铣刀的加工时，容易将突起部15磨削除去。

需要说明的是，关于coac、coao、cobc和cocc的测定方法，可以在将坯料2沿长度方向半分割的状态下，通过电子射线显微分析仪(epma)分析来测定各区域的组成，由此进行确认。另外，为了确认坯料2的长度方向的组成变化，可以如下确认：对于坯料2的侧面用电子显微镜一边移动测定位置一边观察，通过epma分析来测定各区域的组成从而确认。

此外，本实施方式是作为切削工具而用于印刷基板的开孔加工中的钻头，但本发明不限于此，只要是具有长条状的本体部即可。例如，可适宜用作为金属加工用钻头或医疗用钻头、端铣刀、内径加工用的不重磨刀片等旋削加工用的切削工具。另外，坯料2等棒状体除了切削工具以外，还可以用作耐磨材、滑动构件，还可以作为例如冲裁冲头使用。棒状体即使在用作切削工具以外的情况下，也适宜用于：被加工成规定形状、b部被固定的状态下，包含a部的区域与对象材料接触而使用的用途。

(坯料的制造方法)

对于制作上述切削工具用坯料的方法的一例进行说明。首先，调合用于制作形成坯料和切削工具的超硬合金的wc粉末等原料粉末。本实施方式中，调合3种原料粉末。

即，作为原料粉末，调合包含wc粉末且用于制作突起部的第1原料粉末、用于制作a部侧的第2原料粉末、以及包含wc粉末和co粉末且用于制作b部侧的第3原料粉末。第2原料粉末中除了wc粉末以外可以含有co粉末，第2原料粉末中的co粉末的含量少于第3原料粉末中的co粉末的含量。第2原料粉末中的co粉末的含量，以相对于第3原料粉末中的co粉末的含量的质量比率计为0～0.5，特别为0～0.3。第1原料粉末、第2原料粉末和第3原料粉末中，除了wc粉末和co粉末以外，可以添加wc以外的元素周期表第4、5和6族金属的碳化物、氮化物和碳氮化物粉末中的任意的添加物。

不制作突起部的情况下，不需要第1原料粉末。另外，制作突起部的co含量cocc少于a部的co含量coac的突起部的情况下，第1原料粉末也可以用第2原料粉末代替。

制作突起部的co含量cocc多于a部的co含量coac的突起部的情况下，第1原料粉末中除了wc粉末以外含有co粉末，第1原料粉末中的co粉末的含量多于第2原料粉末中的co粉末的含量。

制作突起部的co含量cocc多于a部的co含量coac的突起部的情况下，例如，第1原料粉末中的wc粉末的调合量为65～95质量％，co粉末的调合量为3～30质量％，添加物的调合量以总量计为0～5质量％。第2原料粉末中的wc粉末的调合量为90～100质量％，co粉末的调合量为0～8质量％，添加物的调合量以总量计为0～5质量％。第3原料粉末中的wc粉末的调合量为65～95质量％，co粉末的调合量为4～30质量％，添加物的调合量以总量计为0～10质量％。

向其中添加粘合剂、溶剂制作浆料。将该浆料造粒而制成颗粒，作为成形用粉末。对于以下的成形工序，为了方便起见，对于制作突起部的co含量cocc多于a部的co含量coac的突起部的情况进行说明。

成形工序中，如图4所示，准备压制成形模具(以下，仅简称为模具。)20，向模具20的挤压模21的模腔22内投入上述颗粒。然后，从向挤压模21的模腔22内投入的颗粒的上方使上冲头24下降并加压，从而制作成形体。本实施方式中，在成为作为模腔22的底部的下冲头23的压制面的上面，具有用于形成突起部15的空隙部25。作为未烧成突起部(日文：生突起部)32的开口部的直径的、成形体35的未烧成突起部32的与成形体下部31相接的位置处的直径dc，以相对于下冲头的上面的直径da的比(dc/da)计设为0.5～0.9。由此，能够抑制加压时的应力集中，抑制下冲头23缺损。

在此，作为成形方法，具备如下工序：向模腔22内的空隙部25的区域投入第1原料粉末30的工序；向模腔22投入第2原料粉末33的工序；向模腔22投入第3原料粉末37的工序；从上方使上冲头24下降，对投入挤压模21的模腔22内的第1原料粉末30、第2原料粉末33和第3原料粉末37进行加压的工序；以及将由层叠体构成的成形体35从模具20取出的工序。

成形体35为圆柱长条形状，a部的co含量少于b部的co含量。其结果是，在坯料2中成为规定的co含量的分布。另外，通过调整c部的co含量，烧成后的坯料2的a部的中心部和外周部的co含量变成规定的范围内。

需要说明的是，可以是如下方法：在成形时，填充第1原料粉末30和第2原料粉末33后，暂时加压，接着，在成形体的上面填充第3原料粉末37进行再加压；或者也可以是如下方法：在上述工序中，向模腔22内的空隙部25投入第1原料粉末30，投入第2原料粉末33，投入第3原料粉末37后，从上方使上冲头24下降，对投入挤压模21的模腔22内的第1原料粉末30、第2原料粉末33和第3原料粉末37同时进行加压。

另外，若空隙部25的底面为曲面，则在成形体35中，能够抑制未烧成突起部32的缺损，并且抑制烧成后的坯料2中的突起部15内的co含量的偏差，抑制局部地烧结不良的情形。

本实施方式中，在得到直径为2mm以下的烧结体的情况下，按照从加压时的上冲头24的保持位置起上冲头24的位置向下方下降0.1mm～2mm、相对于成形体的长度仅为0.1％～20％的长度的方式，对上冲头24施加追加载荷并减小下冲头23的载荷。通过该成形条件，能够改善成形体35的压力不均，能够抑制下冲头23在拔出成形体35时发生破损的情形，并且能够使将成形体35烧成后的坯料2的形状成为规定的形状。

即，以压制成形制作用于得到直径大于2mm的形状的烧结体的成形体35时，向模具20投入粉末时颗粒被均匀地投入，但若利用压制成形制作用于得到直径为2mm以下的烧结体的成形体35，则以往的方法中，向模具投入粉末时颗粒的投入变得不均匀。本实施方式中，通过控制上述成形条件，能够制作成形体35，且能够得到规定形状的坯料2。

此时，如图4所示，可以预先使成形体35的下冲头23侧的直径da小于上冲头24侧的直径db。通过上述成形得到的成形体中，本实施方式的比da/db的理想的范围为0.80～0.99。由此，能够将da/db比控制在所期望的范围内。即，通过烧成中的a部与b部的烧成收缩之差，能够将da/db比控制在所期望的范围内。将成形体35中的第2原料粉末33的高度设为ha、将第3原料粉末37的高度设为hb时，比ha/(ha+hb)为0.2～0.7。另外，成形体中，例如，在第2原料粉末33与第3原料粉末37之间，可以存在具有第2原料粉末33与第3原料粉末37之间的co粉末的含量的第4原料粉末等其它原料粉末。

需要说明的是，为了提高制造效率，并且不使上冲头倾斜地下降，在模具设有多个上冲头-空隙部-下冲头的组合，能够一次形成多条成形体。上冲头-空隙部-下冲头的组合数为例如4～144条。另外，模具的侧面形状可以是从上冲头到下冲头为相同直径的直筒形状。或者，由于在比上冲头侧更容易受到压力的下冲头侧，烧成时的收缩少，因此考虑到该情况而在使烧成后上冲头侧与下冲头侧的尺寸比即da/db比成为规定的范围的范围内，如图4所示，可以在向挤压模21的粉末填充部(空隙部)22填充颗粒并在上冲头24与下冲头23之间加压颗粒而进行压制成形的模具20中，预先使下冲头23侧的直径da小于上冲头24侧的直径db。由此，载荷集中在下冲头23的外周侧，能够抑制下冲头23缺损。

然后，将成形体从模具取出，进行烧结热等静压(日文：シンターhip)烧成从而成为坯料2。此时，本实施方式中，上述烧成中的升温速度为4℃/分钟～20℃/分钟，并且烧成温度为1350℃～1580℃、烧成时间为15分钟～45分钟。由此，能够容易地调整a部和b部的co含量，并且由于第2原料粉末33与第3原料粉末37的烧结性不同，因此，烧成中，a部和b部的收缩率不同而成形体变形，b部的收缩率变得大于a部的收缩率。即，通过烧成，b部的co的一部分向a部扩散，因此b部比a部更收缩。由此，能够将烧结体的形状控制为所期望的形状。另外，突起部15位于与a部相比co难以扩散的位置，因此突起部15的co含量coc变得少于coa。

另外，由于第2原料粉末33与第3原料粉末37的烧结性不同，因此在烧成中，a部与b部的收缩率不同而成形体变形，b部的收缩率变得大于a部的收缩率。即，通过烧成，b部的co的一部分向a部扩散，因此b部比a部更收缩。由此，烧结体的形状有b部的直径变得小于a部的直径的倾向。

在此，若升温速度比4℃/分钟慢，则在烧成中co的扩散过度地进行，烧结后的坯料2中的co浓度之差有变小的倾向，第1区域11的倾斜度s1变成第2区域12的倾斜度s2以下，或者coac和cobc变得相同。若升温速度比20℃/分钟快，则第1区域11的倾斜度s1变成第2区域12的倾斜度s2以下，有时，a部的致密化变得不充分。另外，烧成温度下的减压压力低于50pa时，烧成中co的扩散过度进行，烧结体中的co浓度变得均匀，第1区域11的倾斜度s1变成第2区域12的倾斜度s2以下，或者coac和cobc变得相同。若减压压力高于200pa，则有第1区域11的倾斜度s1变成第2区域12的倾斜度s2以下，并且a部的致密化变得不充分的情况。此外，若烧结热等静压的处理温度与烧结温度之差为5℃以下，则第1区域11的倾斜度s1变成第2区域12的倾斜度s2以下，或者coac和cobc变得相同。

根据上述的本实施方式的坯料2的制造方法，由于坯料2通过压制成形而成形，因此成形工序少，容易制造。另外，将坯料2的成形体烧成后的坯料2的尺寸变化小，因此坯料2的尺寸精度高。因此，能够使坯料2成为相对于钻头1的形状而使切削量少的形状。此外，坯料2通过压制成形而形成，与挤出成形相比，能够减少成形时添加的粘合剂的添加量，因此成为烧结体(坯料2)中的孔隙、残留碳等缺陷难以存在的可靠性高的材料。另外，该坯料2的成形工序中，能够调整成形体中的密度不均，因此能够实现难以产生缺损等的稳定地成形。

另外，坯料2的da为2mm以下的情况下，通过压制成形来制作成形体，由此产生成形体的密度差。因此，有坯料2的端部(a部、b部)与中央部c相比超硬合金的烧结增进的倾向。其中，在成形体的形状为db＞da的情况下，a部比b部的烧结增进。本实施方式中，通过调整成形时使用的颗粒的状态，并且以上下冲头加压后，仅以上冲头24施加追加载荷，从而能够抑制模具破损，并且能够调整坯料2的两端的成形体密度。其结果是，能够减小经烧成的坯料2的a部与b部的尺寸差，可调整为使切削量变少。

需要说明的是，本发明中的成形工序不限于上述实施方式所示的压制成形，还可以通过冷等静压加压、干袋法(日文：ドライバシグ)成形、注塑成形等来成形。

(切削工具的制造方法)

对于使用通过上述工序得到的坯料2，制作印刷基板加工用的钻头的方法的一例进行说明。以数十条或数百条的单位无规地向接合装置内投入坯料2。坯料2在接合装置内沿着长度方向排列。在具有突起部15的情况下，通过图像数据等确认突起11，确定坯料2的a部和b部。基于该确定，能够自动地将a部和b部沿一定的方向排列。

然后，排列的坯料自动地抵接于与另外准备的柄3接续的头部7的规定的位置后，用激光等接合。其后，对接合了的坯料2实施开刃加工。此时，钻头1的构成如图5所示，a部成为钻头1的切刃5侧，b部成为钻头1的柄3侧。

(切削工具)

通过上述坯料2的开刃加工，制作钻头1等的切削工具。图5的钻头1的形状在a部具备切刃5，由与之接续的凹槽部6、和头部7构成体部8。切刃5和凹槽部6成为加工部。而且，与体部8接续地具有柄3。在此，切刃5是具有中心轴且一边旋转一边与被削材最初接触的部分，要求高的耐崩裂性和耐磨损性。凹槽部6具有将通过加工产生的切屑向后方排出的功能，头部7是调整钻头1的加工径(凹槽部6的直径)和柄3的直径的连接体。柄3是将钻头1固定于加工机的部分。

上述方法中得到的钻头1具备由包含超硬合金的切刃5和凹槽部6构成的加工部。本实施方式的理想的形态中，该加工部的最大直径为2mm以下。

此外，根据期望，还可以在钻头1的表面成膜被覆层(未图示)。被覆层适宜为用pvd法成膜的tin、ticn、tialn、金刚石、类金刚石碳、用cvd法成膜的金刚石等。

另外，还可以使头部7和柄3用钢、合金钢或不锈钢等廉价的材质形成，并形成将坯料2接合于头部7的顶端的构成。需要说明的是，可以使钻头1的切刃5到柄3以坯料形成。另外，钻头1可以为省略了头部7的形状。

需要说明的是，本实施方式中，为了测定a部和b部的wc粒子的平均粒径，在a部或b部中，在wc粒子观察到10个以上的视场内测定wc粒子的平均粒径。另外，wc粒子的平均粒径以如下方式算出：求出将所观察的各wc粒子的面积换算成圆时的直径，以视场内存在的wc粒子的直径的平均值的形式算出。

此外，还可以使头部7和柄3用钢、合金钢或不锈钢等廉价的材质形成，并形成将坯料2接合于头部7的顶端的构成。需要说明的是，可以使钻头1的切刃5到柄3以坯料2形成。另外，钻头1可以是省略了头部7的形状。此外，作为切削工具，不限于钻头1，例如，还可以应用于端铣刀、铰刀等具有转轴的器具。

实施例1

按照表1所示的添加量的金属钴(co)粉末、碳化铬(cr3c2)粉末、碳化钒(vc)粉末、和余量为平均粒径0.3μm的碳化钨(wc)粉末的比例，调合表1所示的第1原料粉末与第2原料粉末的2种类的混合粉末。对于各混合粉末，添加粘合剂、溶剂，进行混合，制作浆料，用喷雾干燥器制作平均粒径70μm的颗粒。

准备具备具有144个空隙部的挤压模的图3所示的模具，投入表1的第1原料粉末，接着，填充表1的第2原料粉末进行压制成形，成形第1原料粉末与第2原料粉末层叠的成形体，从模具取出。此时，成形体的形状设为：表1记载的下冲头侧的直径da、上冲头侧的直径db、成形体下部的长度ha、成形体上部的长度hb。

然后，将该成形体从1000℃以表2所示的升温速度升温，以表2所示的气氛和烧成温度烧成1小时后，变为表2所示的烧结热等静压(表中记载为hip)温度，以5mpa的压力进行30分钟烧结热等静压处理。

对于得到的坯料的长度方向，测定a部、b部的直径记载于表2(da、db)。另外，将坯料沿长度方向半分割，通过epma分析测定从a部到b部的co含量的变化，确认第2区域到第4区域的有无、倾斜度、长度。进一步，对于坯料的a部，测定外周部的co含量。结果示于表2、3。

然后，对该坯料的外周部进行无中心加工后，无规地投入接合装置内，在接合装置内识别坯料的突起部的方向，使本体部的a部和b部沿相同方向排列，使坯料的第2端部抵接于柄并接合，在坯料的包含第1端部的部位实施开刃加工，从而制作钻头。

对于得到的钻头，在下述条件下进行钻头加工测试。结果示于表3。

(钻头加工测试条件)

被削材：fr4材、厚度0.8mm、3片重叠

钻头形状：中0.25mm

转速：160krpm

进给速度：3.2m/分钟

评价项目：进行了开孔加工的产品的个数(个)和试验后的钻头的后面(日文：逃げ面)磨损宽度(μm)

[表1]

[表2]

[表3]

由表1～3可知，coac与cobc相同的试样no.i-12中后面磨损宽度大，试样no.i-13中烧结不足且在第1孔发生缺损。另外，没有第1区域和第2区域的试样no.i-14、i-16、i-18中后面磨损宽度大。此外，倾斜度s1与倾斜度s2相同或更小的试样no.i-15、i-17、i-19中，耐折损性低，加工个数变少。

与此相对，coac少于cobc、并且第1区域的倾斜度s1大于第2区域的倾斜度s2的试样no.i-1～i-11中，后面磨损宽度小，且加工个数变多。

特别是比(coac/cobc)为0.2～0.7的试样no.i-1、i-2、i-6、i-8～i-11中，加工个数变多。另外，倾斜度s1为0.2～1.0质量％/mm、倾斜度s2为0～0.20质量％/mm的试样no.i-1、i-2、i-6～i-11中，加工个数变多。

实施例2

使用实施例1中使用的原料粉末制作表4的成形体，以表5的条件进行烧成。然后，使用该坯料制作钻头。对于得到的钻头，在下述条件下进行钻头加工测试。结果示于表5、6。

(钻头加工测试条件)

被削材：fr4材、24层板、厚度3.2mm、1片

钻头形状：φ0.25mm

转速：160krpm

进给速度：3.2m/分钟

评价项目：进行了开孔加工的产品的个数(个)和试验后的钻头的后面磨损宽度(μm)

[表4]

[表5]

[表6]

由表4～6可知，coac少于cobc、并且第1区域的倾斜度s1大于第2区域的倾斜度s2的试样no.ii-1～ii-4中，后面磨损宽度小，且加工个数变多。

特别是，在第2区域与第1区域之间，具有大于s1的倾斜度s3的第3区域的试样no.ii-1、ii-2中，后面磨损宽度小，且加工个数变多。其中，倾斜度s3为2～50质量％/mm的试样no.ii-1中，后面磨损宽度小，且加工个数尤其变多。

实施例3

使用实施例1中使用的原料粉末制作表7的成形体，在表8的条件下进行烧成。然后，使用该坯料制作钻头。对于得到的钻头，在下述条件下进行钻头加工测试。结果示于表8、9。

(钻头加工测试条件)

被削材：fp4材、厚度0.06mm、重叠10片

钻头形状：中0.105mm

转速：300krpm

进给速度：1.8m/分钟

评价项目：进行了开孔加工的产品的个数(个)和试验后的钻头的后面磨损宽度(μm)

[表7]

[表8]

[表9]

由表7～9可知，coac少于cobc、并且第1区域的倾斜度s1大于第2区域的倾斜度s2的试样no.iii-1～iii-3中，后面磨损宽度小，且加工个数变多。

实施例4

与实施例1同样，使用表10所示的第1原料粉末和第2原料粉末来成形。此时，对于烧成后的坯料的dc/da超过0.9的试样no.iv-5，在制成100个成形体的时刻，确认下冲头的破损。

然后，将该成形体与实施例1同样地操作，将该成形体以表10所示的升温速度，以表10所示的温度烧成30分钟后，在比表10所示的温度低30℃的温度下进行烧结热等静压烧成。对于得到的烧结体，对外周部进无中心加工作为坯料。

对于得到的坯料的长度方向，与实施例1同样，通过epma分析测定a部、b部、突起部的直径(da、db、dc)、从a部到突起部的co含量的变化，确认第2区域到第4区域的有无、倾斜度、长度。还测定coao。进一步，对坯料的两端进行sem观察，通过luzex解析法算出a部和b部的wc粒子的平均粒径。结果示于表11、12。

然后，与实施例1同样地，将该坯料无规地投入接合装置内，在接合装置内识别坯料的突起部的方向，使本体部的a部与b部沿相同方向排列，与实施例1同样地制作钻头。通过突起部容易判别a部和b部，能够在切刃侧容易地制作co少的钻头。另外，突起部为曲面形状的试样no.iv-1～iv-5、iv-7～iv-13中，不会由于将坯料投入接合装置内时的坯料彼此的碰撞，而对坯料造成损伤。

对于得到的钻头，在下述条件下进行钻头加工测试。结果示于表12。

(钻头加工测试条件)

被削材：bt材10层、厚度2.5mm、1片

钻头形状：φ0.3mm导向刃缩小类型

转速：100krpm

进给速度：1.5m/分钟

评价项目：进行了开孔加工的产品的个数(个)

[表10]

[表11]

[表12]

由表10～12可知，coac少于cobc、并且第1区域的倾斜度s1大于第2区域的倾斜度s2的试样no.iv-1～iv-8中，后面磨损宽度变小且加工个数变多。另外，coac与cobc相同的试样no.iv-10～iv-13、以及s1与s2相同的试样no.iv-9中，钻头的加工个数少。

另外，试样no.iv-1～iv-8中，cocc少于coac，钻头的加工个数多。试样no.iv-1～iv-8中，coac为0.2质量％～7质量％、cobc为2质量％～12质量％、比(coac/cobc)为0.1～0.6，并且cocc为0.1质量％～6质量％、比(cocc/coac)为0.1～0.8的试样no.iv-1～iv-3中，钻头的加工个数多。

需要说明的是，对于烧成后的坯料的dc/da小于0.5的试样no.iv-5，与试样no.5相比，通过钻头的开刃加工而突起部全部被研磨除去，切刃的耐磨损性降低，钻头的加工个数少。

实施例5

对于实施例4的试样no.iv-1中使用的第1原料粉末和第2原料粉末，除了将wc粉末的平均粒径设为0.8μm以外，使用与实施例1的试样no.1相同样式的原料粉末，与试样no.1同样地操作，通过冷等静压成形，制作da＝db＝6mm、l＝30mm、dc＝3mm、lc＝3mm的圆柱长条状成形体。设为ha＝10mm、hb＝20mm。以与试样no.iv-1相同的升温速度、烧成温度进行烧成，得到烧结体。da＝5.1mm、db＝4.8mm、la＝15mm、lb＝9.3mm、(la+lb)/da＝4.8、coac＝2.7质量％、cobc＝7.1质量％、cocc＝2.5质量％、a部的wc粒子的平均粒径为0.85μm、b部的wc粒子的平均粒径为0.80μm。对于得到的烧结体可以进行钻头的开刃加工。

实施例6

与实施例4同样地，使用表13所示的第1原料粉末、第2原料粉末、第3原料粉末制作坯料。需要说明的是，对于烧成后的坯料的dc/da超过0.9的试样no.5，在制成100个成形体的时刻，确认到下冲头的破损。另外，对于dc/da小于0.5的试样no.6，在成形工序中，还有成形体的突起部附近破损的情况，成形的成品率差。

而且，与实施例4同样地，将该成形体以表14所示的升温速度升温，以表14所示的温度烧成30分钟后，以比表14所示的温度低30℃的温度进行烧结热等静压烧成。对于得到的烧结体，对外周部进行无中心加工作为坯料。

对于得到的坯料的长度方向，与实施例4同样地，通过epma分析测定从a部到突起部的co含量的变化，确认第2区域到第4区域的有无、倾斜度、长度。还测定coao。此外，对坯料的两端进行sem观察，通过luzex解析法算出a部和b部的wc粒子的平均粒径。将结果示于表14、15。

然后，与实施例4同样地，将该坯料无规地投入接合装置内，在接合装置内识别坯料的突起部的方向，使本体部的a部与b部沿相同方向排列，通过与实施例4同样的工序制作端铣刀。通过突起部容易判别a部和b部，能够在切刃侧容易地制作co少的端铣刀。结果示于表14、15。

另外，突起部为曲面形状的试样no.vi-1～vi-3、vi-5～vi-12中，不会由于将坯料投入接合装置内时的坯料彼此的碰撞，而对坯料造成损伤。

对于得到的端铣刀，在下述条件下进行加工测试。结果示于表15。

(端铣刀加工测试条件)

被削材：s45c块状材

端铣刀形状：φ1mm2片刃

转速：25krpm

进给速度：220mm/分钟

切入(深度ap)：1.5mm

切入(宽度ae)：0.05mm

评价项目：在侧面切削中能够加工的距离

[表13]

[表14]

[表15]

由表13～15可知，coac少于cobc、并且第1区域的倾斜度s1大于第2区域的倾斜度s2的试样no.vi-1～vi-7中，后面磨损宽度小，且加工距离变长。另外，coac与cobc相同的试样no.vi-12、cocc与coac相同的试样no.vi-9、cocc小于coac的试样no.vi-11、coac与cobc、以及cocc与coac相同的试样no.vi-8、vi-10中，端铣刀的加工距离短。与此相对，coac少于cobc、并且cocc多于coac的试样no.vi-1～vi-7中，端铣刀的加工距离长。

试样no.vi-1～vi-7中，coac为0.2质量％～7质量％、cobc为3质量％～12质量％、比coac/cobc为0.1～0.6、cocc为3质量％～14质量％、比cocc/coac为1.2～3的试样no.vi-1～vi-4中，钻头的加工距离长。

另外，试样no.vi-1～vi-4中，第1端面的中心部的co含量多于第1端面的外周部的co含量，coao为0.1质量％～6.5质量％，比coao/coac为0.1～0.9。

实施例7

对于实施例6的试样no.vi-6和no.vi-10中使用的第1原料粉末、第2原料粉末和第3原料粉末，除了将wc粉末的平均粒径设为0.8μm以外，使用与实施例1的试样no.vi-6、vi-10相同的调合组成的原料粉末，与试样no.vi-6、vi-10同样地，通过冷等静压压制成形，制作da＝db＝6mm、l＝30mm、dc＝3mm、lc＝3mm的圆柱长条状成形体。设为ha＝10mm、hb＝20mm。以与试样no.vi-1相同的升温速度、烧成温度进行烧成，得到试样no.vii-13、vii-14的烧结体。

对于试样no.vii-13，da＝5.1mm、db＝4.8mm、la＝15mm、lb＝9.3mm、(la+lb)/da＝4.8、coac＝5.6质量％、coao＝5.0质量％、cobc＝7.2质量％、cocc＝6.2质量％、a部的wc粒子的平均粒径为0.85μm、b部的wc粒子的平均粒径为0.80μm。

对于试样no.vii-14，da＝5.0mm、db＝5.0mm、l＝25.0mm、coac＝coao＝cobc＝cocc＝5.0质量％、a部的wc粒子的平均粒径为0.80μm、b部的wc粒子的平均粒径为0.80μm。

对于得到的烧结体实施开刃加工，制作京瓷制4mfk型端铣刀。此时制作改变刃长的2种形状。然后，被削材：sus304、加工径：φ8mm、切削形态：肩部加工、加工速度：85m/分钟、转速：3300转/分钟、进给：0.035mm/刃、切入深度：5mm、切入宽度：3mm、通过湿式切削，进行端铣刀的切削，结果试样no.vii-13中，切削长40m，端铣刀的切刃状态也正常磨损。与此相对，试样no.vii-14中，切削长24m，在端铣刀的转轴附近看到缺损。

符号说明

1钻头(切削工具)

2坯料(切削工具用坯料)

a部第1端部

b部第2端部

3柄

5切刃

6凹槽部

7头部

8体部

11第1区域

12第2区域

13第3区域

14第4区域

15突起部

da第1端部的直径

db第2端部的直径

dc突起部的与第1端a相接的位置处的直径

da成形体的下冲头侧的直径

db成形体的上冲头侧的直径

dc成形体的未加工突起部的与成形体下部相接的位置处的直径