JP2000514723A - 冷間成形作業用工具 - Google Patents

冷間成形作業用工具

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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、Cr32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C o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2 B.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、C oM−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 1 B.発明外 0.2 C.発明外 0.25 D.本発明に従う 3 E.発明外 0.25 F.発明外 0.20 G.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 (1)

  1. 【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。
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