JP2000514723A

JP2000514723A - 冷間成形作業用工具

Info

Publication number: JP2000514723A
Application number: JP10506858A
Authority: JP
Inventors: ジョンカーペンター，マイケル; ウィリアムスウィートマン，ゲイリー
Original assignee: Sandvik AB
Current assignee: Sandvik AB
Priority date: 1996-07-19
Filing date: 1997-07-11
Publication date: 2000-11-07
Also published as: SE506949C2; KR20000067932A; SE9602814L; EP0914487A1; SE9602814D0; WO1998003689A1; CN1225689A; US5948523A

Abstract

(57)【要約】改良された摩耗表面帯域が、タングステン炭化物コバルト超硬合金中に形成される。これは、適切な組成の硬質金属の環境を含む窒化硼素中の後焼結熱処理によって達成される。この効果は、この熱処理が、化学組成と工程条件の適切な選択によって高炭素含有量を達成するために、前もって焼結した硬質金属を形成したときにもっとも著しい。

Description

【発明の詳細な説明】冷間成形作業用工具本発明は冷間成形作業用工具に関する。超硬合金製品は、鋼、銅合金、複合材料等の材料の種々の冷間成形作業用の工具に使用される。このような工具の例は、線引きダイスであり、このダイスは、鋼ホルダーに焼き嵌めされた超硬合金のニブからなる。このような工具は、次に示す付加的特性を有する硬くて且つ耐摩耗性の表面を備える必要がある。すなわち、 −優れた熱伝導度、 −低い摩擦係数、（すなわち、自己潤滑性であるか、または冷却剤と潤滑を促進する） −優れた耐食性、 −マイクロクッラクに関する耐性、 −高靭性、たとえば、銅または銅合金の成形加工用の工具に超硬合金を使用した場合、化学反応が硬質金属のバインダーと銅リッチ合金の間で起こりうる。コバルトバインダー相の化学摩耗の影響を最小にし且つ耐摩耗性を改良するために、＜１μｍの粒径で約３％のコバルト含有量（バインダー）をこのような適用の硬質金属に使用される。殆どが、イータ形成に近い低炭素含有量が選ばれる。微細粒径を維持するために、ＶＣ、Ｃｒ₃Ｃ₂等の粒成長抑制剤が使用される。さらに、耐摩耗性を増加するために、摩耗にさらされる工具表面が硼化処理される。この硼化処理法は、ボロン金属、ＢＮ、Ｂ₄Ｃ等のようなボロン化合物を含有する有機材料または無機材料のペーストを、一般的に工具表面上に塗布して且つ８００〜１１００℃のアルゴン雰囲気で加熱処理することにより行われる。この処理の際に、薄い勾配帯域が硬質金属工具の表面帯域に誘起される。この帯域は、コバルトが枯渇しまたこの熱処理中に形成するボロンリッチ相を含有する。これがより硬質で且つ熱割れに対してさらに耐性のある表面にする。結果として、この処理が改良された硬さと靭性との組み合わせを提供し、すなわち耐摩耗性を増加する。また、この効果は、表面相が浸食され場合、再塗布することができる。工具の摩耗した表面は再研磨され、ボロン含有ペーストが塗布されそして熱処理される。典型的には、初期に形成された形態が消失する前に及び工具が不適切になる前に何度も再処理することができる。これはこのような工具の寿命を決定する因子である。本発明の目的は、さらに改良された高い方さと靭性との組み合わせを備え、すなわち耐摩耗性を増加させた冷間成形用の工具を提供することである。図１は、Ａが超硬合金ニブであり且つＢが鋼ケースである線引きダイスを示す。図２は、従来技術のニブを硼化処理をした×１５００倍の表面帯域を示す。図３は、本発明に従うニブを硼化処理をした×１５００倍の表面帯域を示す。工具が、１．５〜２μｍの平均粒径のＷＣと５〜７好ましくは約６ｗｔ％のＣｏとを有し、且つ純コバルトに仮定してコバルト磁気測定値で９２〜９８％の、グラファイトの析出に関して飽和水準に近い炭素含有量を有する超硬合金で作成されている場合に、従来技術の工具より寿命期間を約３倍に増加させた性能を備える冷間成形用の工具が得られるという驚くべきことが判明した。この工具は先行技術の方法を使用して硼化処理される。もちろん、前のように再処理することができる。本発明は、１．５〜２μｍの平均粒径のＷＣと、５〜７好ましくは約６ｗｔ％のＣｏとを含んでなる硼化処理表面帯域を有し、且つ純コバルトを仮定するコバルト磁化測定値で９２〜９８％の、飽和水準に近い炭素含有量を有する超硬合金の使用に関する。予期せぬ大きな改良理由は、完全には理解されていない。高靭性の基材と組み合わされ表面帯域の硬さが増加することであると考えられる。硼化処理が、硬質相の体積増加と、少ないバインダー相及び摩擦係数に関して改良された表面条件と、作用表面でマイクロクラックに関する耐性と、を備えた表面帯域を残すために、この表面帯域は、８００〜１１００℃の固体状態で炭素コバルトの押しにより勾配を作りだす。さらに、コバルト含有量の増加した靭性のある帯域が、工具の靭性増加させる表面帯域の下に形成される。図２と図３を比較する。実施例図１にしたがう鋼線引きダイスは次の工程にしたがって製作された。Ａ．ＷＣ−３％Ｃｏ、サブμｍの粒径、粒成長抑制材のようなＶＣ、先行技術、２．７％のコバルト磁気値ＣｏＭを有する図２Ｂ．ＷＣ−６％Ｃｏ、１．５〜２μｍの粒径、低炭素含有量、ＣｏＭ−４．７％Ｃ．ＷＣ−６％Ｃｏ、１．５〜２μｍの粒径、中炭素含有量、ＣｏＭ＝５．３％Ｄ．ＷＣ−６％Ｃｏ、１．５〜２μｍの粒径、高炭素含有量、図３、ＣｏＭ− ５．７％Ｅ．ＷＣ−６％Ｃｏ、２〜３．５μｍの粒径、高炭素含有量、ＣｏＭ−５．８％Ｆ．ＷＣ−６％Ｃｏ、クロム炭化物粒成長抑制材とサブμｍの粒径、高炭素含有量、ＣｏＭ−５．２％Ｇ．ＷＣ−６％Ｃｏ、１．５〜２μｍの粒径、クロム炭化物と、ＣｏＭ＝５．４％工具は、鋼コードの線引きで試験され、次の結果が得られた。性能因子は、製品（ワイヤー）量に関するもので、先行技術のニブＡと比較されるそれぞれのニブによって線引きされた量の長さである。性能因子Ａ．先行技術１Ｂ．発明外０．２Ｃ．発明外０．２５Ｄ．本発明に従う３Ｅ．発明外０．２５Ｆ．発明外０．２０Ｇ．発明外０．２０予期せぬ特性が、選ばれたＣｏ含有量、ＷＣ粒径及び炭素水準でのみ達成できることが実施例から明白である。

Claims

【特許請求の範囲】１．冷間成形作業用の硼化処理された表面帯域を備える超硬合金工具であって、前記超硬合金が、１．５〜２μｍの平均粒径を備えたＷＣと、５〜７好ましくは６ｗｔ％のＣｏとを含んでなり、純コバルトと仮定してコバルト磁気測定値で９２〜９８％の、飽和水準に近い炭素含有量を有することを特徴とする超硬合金工具。２．硼化処理された表面帯域を備える超硬合金工具の用途であって、前記超硬合金が、１．５〜２μｍの平均粒径を備えたＷＣと、５〜７好ましくは６ｗｔ％のＣｏとを含んでなり、冷間成形作業に対して純コバルトと仮定してコバルト磁気測定値で９２〜９８％の、飽和水準に近い炭素含有量を有すること特徴とする超硬合金工具の用途。３．線引きニブ用の請求項２にしたがう超硬工具の用途。