JP2006131975A - Cermet for saw blade - Google Patents

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Tsuyoshi Yamamoto
剛志 山本
Katsuya Uchino
克哉 内野
Norimitsu Kimoto
典光 木本
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cermet for a saw blade superior in not only abrasion resistance but also fracture resistance. <P>SOLUTION: The cermet for the saw blade comprises a binder phase and a hard phase. The binder phase is formed of an iron group metal mainly including Co and Ni, and has an average thickness of 0.35 to 0.50 μm. The hard phase is mainly formed of carbonitrides of one or more metals selected from the group consisting of Ti and W, which are indispensable, and Ta, Nb, Mo, Hf, V and Cr. The total weight of Ni and Co is 15 to 25 mass%, a Ti content is 30 to 50 mass%, a W content is 15 to 30 mass%, and the total content of Ta, Nb, Mo, Hf, V and Cr is 5 to 15 mass%. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、鋸刃用サーメットに関するものである。特に、耐欠損性に優れ、金属加工用の鋸刃に好適な鋸刃用サーメットに関するものである。   The present invention relates to a cermet for a saw blade. In particular, the present invention relates to a cermet for a saw blade that is excellent in fracture resistance and suitable for a saw blade for metal processing.

基板の外周に複数のチップを固定した金属切断用の鋸が知られている。これは、円盤状の基板の外周部に複数の刃台を形成し、この刃台にサーメットや超硬合金からなるチップをロウ付けしたものである。このような鋸は、耐摩耗性が要求されることはもちろんのこと、耐欠損性も求められている。   A metal cutting saw having a plurality of chips fixed to the outer periphery of a substrate is known. In this method, a plurality of blades are formed on the outer periphery of a disk-shaped substrate, and a chip made of cermet or cemented carbide is brazed to the blades. Such saws are required not only to have wear resistance but also to have chipping resistance.

このチップに用いられる材料のうち、代表的な超硬合金であるWC基超硬合金は耐欠損性には優れるものの、耐摩耗性が不足して工具寿命となることが多い。一方、代表的なサーメットである炭窒化チタン基合金は、WC基超硬合金に比べ耐酸化性と耐摩耗性とに優れており、切削工具として広く使用されている。しかし、従来のサーメットは欠損しやすいという欠点を有している。   Of the materials used for this chip, WC-based cemented carbide, which is a typical cemented carbide, is excellent in fracture resistance, but often lacks wear resistance and has a long tool life. On the other hand, titanium carbonitride-based alloys, which are typical cermets, are superior in oxidation resistance and wear resistance compared to WC-based cemented carbides, and are widely used as cutting tools. However, conventional cermets have the disadvantage of being easily lost.

この欠点の改善を主たる目的とする技術として、例えば特許文献1や特許文献2に記載の技術が知られている。特許文献1では、走査型電子顕微鏡写真で観察した場合に、合金中の硬質相の粒子は、芯部に位置する黒色に見える黒芯部と、黒芯部の周辺のグレーに見える周辺組織とを有するTiCN基合金を開示している。そして、この合金において、黒芯部の面積の分布が、0.1μm2以上0.7μm2以下の範囲に存在する第1のピークと、0.8μm2以上2.5μm2以下の範囲に存在する第2のピークとを含むことで耐摩耗性および耐欠損性の向上を図っている。一方、特許文献2では、任意断面の走査型電子顕微鏡写真において、硬質相が黒色の第1硬質相と灰白色の第2硬質相とからなるTiCN基サーメットを開示している。そして、サーメットの内部と表面部の各々で第1硬質相と第2硬質相の平均粒径と各硬質相の面積比率を特定することで、耐欠損性、耐摩耗性の向上を図っている。 For example, the techniques described in Patent Document 1 and Patent Document 2 are known as techniques mainly aimed at improving this defect. In Patent Document 1, when observed with a scanning electron micrograph, the particles of the hard phase in the alloy include a black core portion that appears black and a peripheral structure that appears gray around the black core portion. A TiCN-based alloy having is disclosed. Then, in this alloy, the distribution of the area of the black core portion, a first peak existing in the range of 0.1 [mu] m 2 or more 0.7 [mu] m 2 or less, the second existing in the range of 0.8 [mu] m 2 or more 2.5 [mu] m 2 or less By including the peak, the wear resistance and fracture resistance are improved. On the other hand, Patent Document 2 discloses a TiCN-based cermet in which a hard phase is composed of a black first hard phase and an off-white second hard phase in a scanning electron micrograph of an arbitrary cross section. Then, by specifying the average particle size of the first hard phase and the second hard phase and the area ratio of each hard phase in each of the inside and the surface portion of the cermet, the fracture resistance and the wear resistance are improved. .

特開平10-298697号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-298697 特開2004-115881号公報JP 2004-115881 A

しかし、上記の従来技術であっても、耐摩耗性を有しつつ、高い耐欠損性を十分に両立させることは難しく、特に金属加工用などの鋸刃に用いるサーメットとしては、より一層の耐欠損性の向上が求められている。   However, even with the above prior art, it is difficult to achieve both high wear resistance and high fracture resistance sufficiently, and as a cermet used for saw blades for metal processing, etc., it is even more resistant. There is a need for improved deficiencies.

従って、本発明の主目的は、耐摩耗性のみならず、耐欠損性にも優れる鋸刃用サーメットを提供することにある。   Accordingly, a main object of the present invention is to provide a saw blade cermet which is excellent not only in wear resistance but also in fracture resistance.

本発明者らは、鋸刃用に好適なチップ材料を見出すべく、従来からのサーメットと同等以上の耐摩耗性を保持することに加え、超硬合金と同等の耐欠損性をも有するサーメットの条件を検討・試験した結果、本発明を完成するに至った。   In order to find a chip material suitable for a saw blade, the inventors of the present invention have a cermet having not only a wear resistance equivalent to or higher than that of a conventional cermet but also a fracture resistance equivalent to that of a cemented carbide. As a result of examining and testing the conditions, the present invention has been completed.

本発明は、結合相と硬質相とからなる鋸刃用サーメットである。前記結合相は、CoとNiを主体とする鉄族金属からなり、その平均厚みが0.35〜0.50μmである。また、前記硬質相は、TiとWを必須とし、Ta、Nb、Mo、Hf、VおよびCrよりなる群から選択される1種以上を金属成分とする炭窒化物を主体とする。そして、NiとCoの合計量が15〜25質量%で、Tiの含有量が30〜50質量%で、Wの含有量が15〜30質量%で、Ta、Nb、Mo、Hf、VおよびCrの合計含有量が5〜15質量%であることを特徴とする。   The present invention is a saw blade cermet comprising a binder phase and a hard phase. The binder phase is made of an iron group metal mainly composed of Co and Ni, and has an average thickness of 0.35 to 0.50 μm. The hard phase is essentially composed of carbonitride containing Ti and W as essential components and one or more selected from the group consisting of Ta, Nb, Mo, Hf, V and Cr as metal components. And the total amount of Ni and Co is 15 to 25% by mass, the content of Ti is 30 to 50% by mass, the content of W is 15 to 30% by mass, Ta, Nb, Mo, Hf, V and The total content of Cr is 5 to 15% by mass.

従来のサーメットの断面を走査型電子顕微鏡で観察すると、図4に示すように、結合相10中に硬質相粒子20が分散された状態が観察される。これらの硬質相粒子には有芯構造の硬質相粒子と、非有芯構造の硬質相粒子とが含まれる。有芯構造の硬質相粒子は、その芯部に位置して黒色に見える黒芯粒子21と、黒芯粒子の周辺のグレーに見える周辺組織22とからなる。一方、非有芯構造の硬質相粒子は、実質的に黒芯粒子21のみからなる硬質相粒子と、実質的に周辺組織22のみからなる硬質相粒子とが見られる。   When the cross section of the conventional cermet is observed with a scanning electron microscope, a state in which the hard phase particles 20 are dispersed in the binder phase 10 is observed as shown in FIG. These hard phase particles include hard phase particles having a cored structure and hard phase particles having a non-core structure. The hard-phase particles having a cored structure are composed of black core particles 21 that are located at the core and appear black and peripheral structures 22 that appear gray around the black core particles. On the other hand, hard-phase particles having a non-core structure can be seen as hard-phase particles consisting essentially of black core particles 21 and hard-phase particles consisting essentially only of the surrounding structure 22.

このような組織において、従来のサーメットでは硬質相粒子のサイズがばらばらで、その結果、結合相の厚みが小さく、そのことが耐欠損性の向上を妨げる要因になっているのではないかと考えた。   In such a structure, the size of the hard phase particles is different in the conventional cermet, and as a result, the thickness of the binder phase is small, which is thought to be a factor that hinders the improvement of fracture resistance. .

そこで、本発明者らは種々の検討を行った結果、主として(1)結合相量を特定すること、(2)黒芯粒子のみからなる硬質相粒子を極力低減して有芯構造の硬質相粒子を多くすること、により結合相の厚みを大きくし、サーメットの耐欠損性を向上させている。また、Tiの炭化物、窒化物、炭窒化物に比べて硬度の低いWCの析出が抑制されたサーメット組織とすることで、耐摩耗性の維持も図っている。つまり、図3に示すように、本発明サーメットは、破壊の起点になりやすい微細な黒芯粒子21の数が減少され、結合相10の厚みが大きく構成されている。   Therefore, as a result of various investigations, the present inventors mainly (1) specify the amount of the binder phase, and (2) reduce the hard phase particles consisting only of the black core particles as much as possible to reduce the hard phase with a core structure. By increasing the number of particles, the thickness of the binder phase is increased and the fracture resistance of the cermet is improved. In addition, the wear resistance is maintained by adopting a cermet structure in which precipitation of WC, which has a lower hardness than Ti carbide, nitride and carbonitride, is suppressed. That is, as shown in FIG. 3, the cermet of the present invention is configured such that the number of fine black core particles 21 that tend to be the starting point of fracture is reduced and the thickness of the binder phase 10 is increased.

以下、本発明をより詳しく説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

本発明サーメットは、結合相と硬質相とから構成される。   The cermet of the present invention is composed of a binder phase and a hard phase.

まず、結合相は、CoとNiを主体とする鉄族金属で構成する。代表的には、NiとCoと残部が不可避的不純物からなる材料が結合相に用いられる。また、この結合相の平均厚みを0.35〜0.50μmとする。結合相の平均厚みが下限値未満では十分な耐欠損性の向上を図ることが難しく、逆に上限値を超えると耐摩耗性の低下につながるからである。この平均厚みは、サーメット表面から0.5mm以上内部における領域を走査型電子顕微鏡にて写真撮影し、その写真を用いて求める。つまり、この顕微鏡写真の14.4μm×18.7μm(実質的に270μm2)の視野において任意の線分を引き、その線分上の結合相の総長をL、同線分上の結合相の総数をNtとしたときのL/Ntを結合相の平均厚みとする。但し、計測は、複数視野を得て、各視野における線分の長さLの合計が118μm以上、総数Ntは50以上となるように行う。 First, the binder phase is composed of an iron group metal mainly composed of Co and Ni. Typically, a material composed of Ni, Co, and the balance of inevitable impurities is used for the binder phase. Moreover, the average thickness of this binder phase shall be 0.35-0.50 micrometer. This is because if the average thickness of the binder phase is less than the lower limit, it is difficult to sufficiently improve the fracture resistance, and conversely if it exceeds the upper limit, the wear resistance is reduced. This average thickness is obtained using a photograph taken with a scanning electron microscope in an area 0.5 mm or more from the cermet surface. In other words, an arbitrary line segment is drawn in the 14.4 μm × 18.7 μm (substantially 270 μm 2 ) field of view of this micrograph, the total length of the binder phase on that segment is L, and the total number of binder phases on that segment is L / Nt when Nt is taken as the average thickness of the binder phase. However, the measurement is performed so that a plurality of visual fields are obtained and the total length L of line segments in each visual field is 118 μm or more and the total number Nt is 50 or more.

次に、硬質相は、TiとWを必須とし、Ta、Nb、Mo、Hf、VおよびCrよりなる群から選択される1種以上を金属成分とする炭窒化物を主体とする。例えば、硬質相の主成分としてTiの炭化物、窒化物、炭窒化物が挙げられる。これらはサーメットの硬度や強度を決定する主要因となっている。また、硬質相の必須成分としてWの炭化物、窒化物、炭窒化物が挙げられる。これらは硬質相と結合相との濡れ性を改善し、強度を高める作用を有する。そして、硬質相の添加成分としてTa、Nb、Mo、Hf、VおよびCrよりなる群から選択される1種以上の金属成分の炭化物、窒化物、炭窒化物が含まれる。代表的には、Tiの炭窒化物を主成分とする。添加成分では、TaとNbを金属成分として選択することが好ましい。TaやNbの炭化物、窒化物、炭窒化物は硬質相を強化する機能を有し、サーメットの耐摩耗性の向上に寄与することができる。   Next, the hard phase is essentially composed of carbonitride containing Ti and W as essential components and one or more selected from the group consisting of Ta, Nb, Mo, Hf, V and Cr as metal components. For example, Ti carbide, nitride, carbonitride may be used as the main component of the hard phase. These are the main factors that determine the hardness and strength of the cermet. In addition, as an essential component of the hard phase, W carbide, nitride, and carbonitride are listed. These have the effect of improving the wettability between the hard phase and the binder phase and increasing the strength. The hard phase additive component includes carbides, nitrides, and carbonitrides of one or more metal components selected from the group consisting of Ta, Nb, Mo, Hf, V, and Cr. Typically, the main component is Ti carbonitride. Of the additive components, Ta and Nb are preferably selected as the metal components. Ta, Nb carbides, nitrides, and carbonitrides have the function of strengthening the hard phase and can contribute to the improvement of the wear resistance of the cermet.

以上の結合相と硬質相とからなるサーメットにおいて、各種金属成分の含有量を以下のように特定する。   In the cermet comprising the above binder phase and hard phase, the contents of various metal components are specified as follows.

まず、NiとCoの合計量を15〜25質量%とする。NiとCoの合計量が15質量%未満では、結合相量が少なく、十分な平均厚みの結合相を形成して耐欠損性を向上させることが難しい。逆に25質量%を超えると、結合相量が多くなりすぎ、耐摩耗性の低下につながるからである。このように結合相の含有量を比較的多くすることで、上述した結合相の平均厚みの大きいサーメットが得られやすくなる。なお、このNiとCoの含有量は、サーメット全体に占めるNiとCoの合計質量%である。含有量の測定は、焼結したサーメットを粉砕機により粉砕して、例えば、ICP(誘導結合プラズマ発光分析)にて粉砕材料を分析することで行う。この含有量がサーメット全体に占める割合であること及び測定方法は、他の金属成分の含有量に関しても同様である。   First, the total amount of Ni and Co is set to 15 to 25% by mass. When the total amount of Ni and Co is less than 15% by mass, the amount of the binder phase is small, and it is difficult to improve the fracture resistance by forming a binder phase having a sufficient average thickness. On the other hand, if the amount exceeds 25% by mass, the amount of the binder phase becomes too large, leading to a decrease in wear resistance. Thus, it becomes easy to obtain the cermet with the large average thickness of the above-mentioned binder phase by relatively increasing the content of the binder phase. The Ni and Co contents are the total mass% of Ni and Co in the entire cermet. The content is measured by pulverizing the sintered cermet with a pulverizer and analyzing the pulverized material with, for example, ICP (inductively coupled plasma emission analysis). This content is the proportion of the entire cermet and the measurement method is the same for the content of other metal components.

次に、Tiの含有量を30〜50質量%とする。Tiの含有量が30質量%未満では、TiCNなどの硬質相を十分に生成することが難しく、必要とされる耐摩耗性を得ることが難しく、50質量%を超えると、耐欠損性に劣る。   Next, the content of Ti is set to 30 to 50% by mass. If the Ti content is less than 30% by mass, it will be difficult to sufficiently produce a hard phase such as TiCN, and it will be difficult to obtain the required wear resistance. If it exceeds 50% by mass, the fracture resistance will be inferior. .

また、Wの含有量を15〜30質量%とする。WはWCとして硬質相と結合相との濡れ性を改善し、強度を高める作用を有するが、耐摩耗性の低下に影響を及ぼすため、Wの含有量を15〜30質量%としている。   Further, the W content is 15 to 30% by mass. W has the effect of improving the wettability between the hard phase and the binder phase and increasing the strength as WC, but the W content is set to 15 to 30% by mass in order to affect the wear resistance.

さらに、Ta、Nb、Mo、Hf、VおよびCrの合計含有量を5〜15質量%とする。これらは、通常、炭化物、窒化物、炭窒化物などとして硬質相の強化機能を有する。規定下限値を下回ると耐欠損性が低下しやすく、規定上限値を上回ると耐摩耗性が劣ると共に被削材との反応が高くなりやすい。   Furthermore, the total content of Ta, Nb, Mo, Hf, V and Cr is set to 5 to 15% by mass. These usually have a hard phase strengthening function as carbides, nitrides, carbonitrides and the like. If it falls below the specified lower limit value, the fracture resistance tends to decrease, and if it exceeds the specified upper limit value, the wear resistance is inferior and the reaction with the work material tends to be high.

その他、このサーメットにおける任意断面の走査型電子顕微鏡写真において、実質的に270μm2の視野内に、黒芯を有する硬質相である黒芯粒子が200個以下であることが好ましい。微細な黒芯粒子の数を減少させることで、周辺組織からなる硬質相を相対的に多くし、サーメットの靭性向上を図る。また、微細な黒芯粒子の減少により結合相の平均厚みを大きくすることに寄与する。この黒芯粒子数は、サーメット表面から0.5mm以上内部における270μm2の視野について5視野以上から黒芯粒子数の計測を行い、その平均値とする。 In addition, in a scanning electron micrograph of an arbitrary cross section in this cermet, it is preferable that the number of black core particles, which are hard phases having a black core, is 200 or less within a visual field of 270 μm 2 . By reducing the number of fine black core particles, the hard phase composed of the surrounding structure is relatively increased, and the toughness of the cermet is improved. Moreover, it contributes to increasing the average thickness of the binder phase by reducing the fine black core particles. The number of black core particles is determined by measuring the number of black core particles from five or more visual fields in a 270 μm 2 visual field within 0.5 mm or more from the cermet surface, and taking the average value.

その場合、全黒芯粒子数Nに対する1μm以上の黒芯粒子の数Naの割合Na/Nが0.13〜0.55であることが好ましい。割合Na/Nを特定することで、耐欠損性と耐摩耗性のバランスをコントロールすることができる。この割合Na/Nが0.13未満では耐欠損性が低下する傾向があり、0.55を超えると耐摩耗性が低下する傾向がある。なお、1μm以上の黒芯粒子とは、黒芯粒子の最長長さが1μm以上の黒芯粒子のことである。   In that case, the ratio Na / N of the number Na of black core particles of 1 μm or more to the total number N of black core particles is preferably 0.13 to 0.55. By specifying the ratio Na / N, the balance between fracture resistance and wear resistance can be controlled. If this ratio Na / N is less than 0.13, the fracture resistance tends to decrease, and if it exceeds 0.55, the wear resistance tends to decrease. The black core particles having a size of 1 μm or more are black core particles having a maximum length of 1 μm or more.

さらに、1μm以上の黒芯粒子の数Naに対するアスペクト比が1.0〜2.0である1μm以上の黒芯粒子の数Nbの割合Nb/Naが0.50以上であることが望ましい。アスペクト比が比較的小さな丸みを帯びた黒芯粒子を多くすることで、応力の集中を回避し、靭性を向上させることができる。アスペクト比は、黒芯粒子の最長長さをLmax、最短長さをLminとした場合、Lmax/Lminで表される。そして、1μm以上の黒芯粒子の100個以上について割合Nb/Naを求める。   Further, the ratio Nb / Na of the number Nb of 1 μm or more black core particles having an aspect ratio of 1.0 to 2.0 with respect to the number Na of black core particles of 1 μm or more is preferably 0.50 or more. By increasing the number of rounded black core particles having a relatively small aspect ratio, stress concentration can be avoided and toughness can be improved. The aspect ratio is represented by Lmax / Lmin, where Lmax is the longest length of black core particles and Lmin is the shortest length. Then, the ratio Nb / Na is obtained for 100 or more black core particles of 1 μm or more.

本発明サーメットは、通常、材料粉末の用意→材料粉末の混合粉砕→プレス成形→焼結を行うことにより得られる。   The cermet of the present invention is usually obtained by preparing material powder → mixing and grinding material powder → press molding → sintering.

まず、材料粉末の用意の段階では、原料として用いる硬質相粉末、特にTiCNのうち平均粒径が1μm以下のTiCNの割合を30体積%以下とすることが望ましい。これにより、微細な黒芯粒子が多数分散された状態を回避し、結合相の平均厚みを大きくして靭性の向上を実現する。   First, at the stage of preparing the material powder, it is desirable that the ratio of TiCN having an average particle diameter of 1 μm or less in the hard phase powder used as a raw material, particularly TiCN, is 30% by volume or less. As a result, a state where a large number of fine black core particles are dispersed is avoided, and the average thickness of the binder phase is increased to improve toughness.

また、焼結の段階では、例えば1450〜1600℃にて焼結を行うことが好適である。特に、1500℃以上にて焼結することが好ましい。比較的高温にて焼結することで、硬質相粒子を成長させて、Tiなどの元素を硬質相中に再固溶させて、微細な黒芯粒子が結合相中に分散されることを抑制する。   In the stage of sintering, it is preferable to perform sintering at 1450 to 1600 ° C., for example. In particular, sintering at 1500 ° C. or higher is preferable. Sintering at a relatively high temperature allows hard phase particles to grow and re-solidifies elements such as Ti in the hard phase, preventing fine black core particles from being dispersed in the binder phase To do.

そして、上述した平均粒径が1μm以下のTiCNの割合特定と焼結温度の限定により、アスペクト比の制御も行うことができ、割合Nb/Naが0.50以上となるようなサーメットを得ることができる。   Then, by specifying the proportion of TiCN having an average particle size of 1 μm or less and limiting the sintering temperature, the aspect ratio can also be controlled, and a cermet having a proportion Nb / Na of 0.50 or more can be obtained. .

本発明サーメットは、主として結合相の平均厚さを厚くすることで、靭性を向上させ、耐欠損性に優れたサーメットとすることができる。また、WCの析出が抑制された硬質相とすることで、耐摩耗性も向上することができる。   The cermet of the present invention can be a cermet having improved toughness and excellent fracture resistance by mainly increasing the average thickness of the binder phase. Moreover, wear resistance can also be improved by using a hard phase in which precipitation of WC is suppressed.

以下、本発明の実施の形態を説明する。   Embodiments of the present invention will be described below.

表1に示す原料粉末を同表に示す配合にて混合し、混合粉末を所定の形状にプレスした後、N2雰囲気中で同表の条件にて焼結を行った。ここで、原料成分であるTiCNのうち平均粒径が1μm以下のTiCNの割合((平均粒径が1μm以下のTiCNの体積)/(全TiCNの体積))が実施例では全て30体積%以下であるが比較例は30体積%超である。得られた焼結体について、金属成分の含有量、結合相の平均厚さ、黒芯粒子の数、全黒芯粒子数Nに対する1μm以上の黒芯粒子の数Naの割合Na/N、1μm以上の黒芯粒子の数Naに対するアスペクト比が1.0〜2.0である1μm以上の黒芯粒子の数Nbの割合Nb/Naを求めた。その結果を表2に示す。 The raw material powders shown in Table 1 were mixed according to the formulation shown in the table, the mixed powder was pressed into a predetermined shape, and then sintered in the N 2 atmosphere under the conditions shown in the table. Here, the proportion of TiCN having an average particle diameter of 1 μm or less in the raw material TiCN ((volume of TiCN having an average particle diameter of 1 μm or less) / (volume of all TiCN)) is 30% by volume or less in the examples. However, the comparative example is more than 30% by volume. About the obtained sintered body, the content of the metal component, the average thickness of the binder phase, the number of black core particles, the number Na of black core particles of 1 μm or more to the total number N of black core particles Na / N, 1 μm The ratio Nb / Na of the number Nb of black core particles of 1 μm or more having an aspect ratio of 1.0 to 2.0 with respect to the number Na of black core particles was determined. The results are shown in Table 2.

Figure 2006131975
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Figure 2006131975
Figure 2006131975

金属成分の含有量は、焼結したサーメットを粉砕機により粉砕し、ICP(誘導結合プラズマ発光分析)にて粉砕材料を分析することで行った。結合相の平均厚さ(表2では単に「結合層厚さ」と表記)は、サーメット表面から0.5mm以上内部における領域を走査型電子顕微鏡にて写真撮影し、その写真を用いて求める。この顕微鏡写真の14.4μm×18.7μm(実質的に270μm2)の視野において任意の線分を引き、その線分上の結合相の総長をL、その総数をNtとしたときのL/Ntを結合相の平均厚みとする。但し、計測は、複数視野を採用し、各視野における線分の長さLの合計長さが118μm以上、同線分上の結合相の総数Ntは50以上となるように行う。黒芯粒子の数は、上記視野の5視野以上から黒芯粒子数の計測を行い、その平均値とした。割合Na/Nは、上記の黒芯粒子を最長長さが1μm以上のものとそれ以外のものとに分けて求めた。割合Nb/Naは、黒芯粒子の最長長さをLmax、最短長さをLminとし、Lmax/Lminをアスペクト比として、1μm以上の黒芯粒子の100個以上について割合Nb/Naを求めた。 The content of the metal component was determined by pulverizing the sintered cermet with a pulverizer and analyzing the pulverized material with ICP (inductively coupled plasma emission analysis). The average thickness of the binder phase (simply expressed as “Binder Layer Thickness” in Table 2) is obtained using a photograph taken with a scanning electron microscope at a region 0.5 mm or more from the cermet surface. Drawing an arbitrary line segment in the 14.4 μm x 18.7 μm (substantially 270 μm 2 ) field of view of this micrograph, L / Nt when the total length of the binder phase on the line segment is L and the total number is Nt The average thickness of the binder phase. However, the measurement is performed by using a plurality of visual fields so that the total length of the line segments L in each visual field is 118 μm or more and the total number Nt of binder phases on the same line segment is 50 or more. The number of black core particles was determined by measuring the number of black core particles from five or more of the above visual fields. The ratio Na / N was determined by dividing the above black core particles into those having a maximum length of 1 μm or more and those other than that. For the ratio Nb / Na, the maximum length of the black core particles was Lmax, the minimum length was Lmin, and Lmax / Lmin was the aspect ratio.

また、実施例であるNo.1-6、比較例であるNo.2-1の走査型顕微鏡写真をそれぞれ図1、図2に示す。図1の写真において、黒く見える部分が黒芯粒子であり、その周囲のグレーに見える箇所が周辺組織であり、白く見える箇所が結合相である。この写真から明らかなように、実施例では微細な黒芯粒子が少なく、主として周辺組織からなる硬質相が多いことがわかる。特に、周辺組織が無い状態で黒芯粒子だけとなって結合相中に分散されている微細な黒芯粒子が少ない。また、実施例では黒芯粒子はいずれも丸みを帯びてアスペクト比の小さなものが多いことがわかる。さらに、次述する図2の写真では認められたWCの析出が図1の写真には認められない。   Further, scanning micrographs of No. 1-6 as an example and No. 2-1 as a comparative example are shown in FIGS. 1 and 2, respectively. In the photograph of FIG. 1, black portions are black core particles, surrounding gray portions are surrounding tissues, and white portions are binder phases. As is clear from this photograph, it can be seen that in the examples there are few fine black core particles and there are many hard phases mainly composed of surrounding structures. In particular, there are few fine black core particles dispersed only in the black core particles and dispersed in the binder phase in the absence of surrounding tissue. In the examples, it can be seen that many of the black core particles are round and have a small aspect ratio. Further, the precipitation of WC observed in the photograph of FIG. 2 described below is not recognized in the photograph of FIG.

一方、図2の写真において、黒く見える部分が黒芯粒子であり、グレーに見える箇所が周辺組織と結合相であり、白く見える箇所がWCである。図1の写真では結合相が白く見えていたが、図2ではコントラストの関係上、周辺組織とWCと結合相の3つを一つの写真中に区別して表すことが難しく、WCを白く明確化した結果、周辺組織と結合相とがグレーとなってが区別できない状態となっている。この図2の写真から明らかなように、比較例では硬度が低いWCの析出が見られる。また、黒芯粒子が多い上、細長くアスペクト比の大きい黒芯粒子が多い。なお、黒芯粒子のサイズは、上記写真における黒い部分だけの径を測定しており、有心構造の硬質相粒子であっても周辺組織を含む粒子の径を測定するわけではない。   On the other hand, in the photograph of FIG. 2, the part that appears black is black core particles, the part that appears gray is the surrounding tissue and the binder phase, and the part that appears white is WC. In the photo in Fig. 1, the binder phase looked white, but in Fig. 2, it is difficult to distinguish the surrounding tissue, WC, and binder phase in a single photo because of the contrast. As a result, the surrounding tissue and the binder phase are gray and are indistinguishable. As is apparent from the photograph in FIG. 2, precipitation of WC having a low hardness is observed in the comparative example. In addition, there are many black core particles, and there are many black core particles that are thin and have a large aspect ratio. Note that the size of the black core particles is the diameter of only the black portion in the above photograph, and the diameter of the particles including the surrounding tissue is not measured even if it is a hard phase particle having a centered structure.

さらに、得られた各サーメットをチップとして直径305mm、刃数54の丸鋸を作製し、切断試験を行った。切削条件は次の通りである。   Further, a circular saw having a diameter of 305 mm and a number of blades of 54 was produced using each obtained cermet as a chip, and a cutting test was performed. Cutting conditions are as follows.

被削材:STK400メッキパイプ(外径48.6mm、肉厚2mm)
回転数:1500r.p.m.
切断時間:3〜5秒/カット
カット数:〜60カット
Work material: STK400 plated pipe (outer diameter 48.6mm, wall thickness 2mm)
Rotation speed: 1500r.pm
Cutting time: 3-5 seconds / cut Number of cuts: ~ 60 cuts

そして、刃の全数のうち半分が欠けるまでに要したカット数から耐欠損性を評価した。   The fracture resistance was evaluated from the number of cuts required until half of the total number of blades were missing.

さらに、次の条件でも切断加工を行い、各チップの最大摩耗部の平均摩耗量から耐摩耗性を評価した。   Further, cutting was performed under the following conditions, and the wear resistance was evaluated from the average amount of wear of the maximum worn portion of each chip.

被削材:S15CK丸棒(外径50mm)
回転数:1500r.p.m.
切断時間:25〜60秒/カット
カット数:45カット
Work material: S15CK round bar (outer diameter 50mm)
Rotation speed: 1500r.pm
Cutting time: 25-60 seconds / cut Number of cuts: 45 cuts

これらの試験結果も合わせて表2に示す。   These test results are also shown in Table 2.

上記の表から明らかなように、本発明実施例(No.1-1〜No.1-6)は全て耐摩耗性、耐欠損性共に優れている。一方、金属成分量が所定の範囲を外れているものや、結合相の平均厚みが所定の範囲から外れているものは耐欠損性が低下した。   As is apparent from the above table, all of the inventive examples (No. 1-1 to No. 1-6) are excellent in both wear resistance and fracture resistance. On the other hand, when the amount of the metal component was out of the predetermined range or the average thickness of the binder phase was out of the predetermined range, the fracture resistance was lowered.

本発明サーメットは、鋸刃のチップに好適に利用することができる。特に、金属加工用の鋸刃のチップに好適に利用することができる。   The cermet of the present invention can be suitably used for a saw blade tip. In particular, it can be suitably used for a saw blade tip for metal processing.

実施例No.1-6の走査型電子顕微鏡写真である。It is a scanning electron micrograph of Example No. 1-6. 比較例No.2-1の走査型電子顕微鏡写真である。It is a scanning electron micrograph of Comparative Example No. 2-1. 実施例組織を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an Example structure | tissue. 比較例組織を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a comparative example structure | tissue.

符号の説明Explanation of symbols

10 結合相 20 硬質相 21 黒芯粒子 22 周辺組織   10 Bonded phase 20 Hard phase 21 Black core particle 22 Surrounding structure

Claims (4)

結合相と硬質相とからなる鋸刃用サーメットであって、
前記結合相は、CoとNiを主体とする鉄族金属からなり、その平均厚みが0.35〜0.50μmであり、
前記硬質相は、TiとWを必須とし、Ta、Nb、Mo、Hf、VおよびCrよりなる群から選択される1種以上を金属成分とする炭窒化物を主体とし、
NiとCoの合計量が15〜25質量%で、
Tiの含有量が30〜50質量%で、
Wの含有量が15〜30質量%で、
Ta、Nb、Mo、Hf、VおよびCrの合計含有量が5〜15質量%であることを特徴とする鋸刃用サーメット。
A saw blade cermet consisting of a binder phase and a hard phase,
The binder phase is made of an iron group metal mainly composed of Co and Ni, and has an average thickness of 0.35 to 0.50 μm,
The hard phase is essentially composed of carbonitrides containing Ti and W as essential components and one or more selected from the group consisting of Ta, Nb, Mo, Hf, V and Cr as metal components,
The total amount of Ni and Co is 15-25% by mass,
Ti content is 30-50% by mass,
W content is 15-30% by mass,
A cermet for a saw blade, wherein the total content of Ta, Nb, Mo, Hf, V and Cr is 5 to 15% by mass.
Ta、Nb、Mo、Hf、VおよびCrよりなる群から選択される金属成分がTaとNbであることを特徴とする請求項1に記載の鋸刃用サーメット。   The cermet for a saw blade according to claim 1, wherein the metal component selected from the group consisting of Ta, Nb, Mo, Hf, V and Cr is Ta and Nb. このサーメットにおける任意断面の走査型電子顕微鏡写真において、
実質的に270μm2の視野内に、黒芯を有する硬質相である黒芯粒子が200個以下であり、
全黒芯粒子数Nに対する1μm以上の黒芯粒子の数Naの割合Na/Nが0.13〜0.55であることを特徴とする請求項1に記載の鋸刃用サーメット。
In a scanning electron micrograph of an arbitrary cross section in this cermet,
In the visual field of 270 μm 2 substantially, there are 200 or less black core particles that are hard phases having a black core,
2. The cermet for a saw blade according to claim 1, wherein the ratio Na / N of the number Na of black core particles of 1 μm or more to the total number N of black core particles is 0.13 to 0.55.
1μm以上の黒芯粒子の数Naに対するアスペクト比が1.0〜2.0である1μm以上の黒芯粒子の数Nbの割合Nb/Naが0.50以上であることを特徴とする請求項3に記載の鋸刃用サーメット。   The saw blade according to claim 3, wherein the ratio Nb / Na of the number Nb of 1 μm or more black core particles having an aspect ratio of 1.0 to 2.0 to the number Na of black core particles of 1 μm or more is 0.50 or more. Cermet for.
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