JP2626863B2 - 超硬合金及びその製造方法 - Google Patents
超硬合金及びその製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，微粒ＷＣ−Ｃｏ超硬合
金に関し，詳しくは，プリント基板の穴加工用工具，例
えば，ドリルに使用される超硬合金に関するものであ
る。
金に関し，詳しくは，プリント基板の穴加工用工具，例
えば，ドリルに使用される超硬合金に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来，プリント基板は，ガラス繊維をエ
ポキシ樹脂で固め表面に銅箔を施した基板が主流であっ
た。
ポキシ樹脂で固め表面に銅箔を施した基板が主流であっ
た。
【０００３】近年，プリント基板の高密度化及び積層化
が進み，その穴加工用ドリルに用いる材料の特性は，高
強度，高靭性，高剛性，及び高硬度であることが要求さ
れている。このような状況下において，プリント基板の
穴加工用超硬合金として，特開昭６１−１２８４７（以
下，従来例１と呼ぶ），特開昭６２−４８４１３（以
下，従来例２と呼ぶ），特開昭６３−９６２４４（以
下，従来例３と呼ぶ）に示されたものが提案されてい
る。
が進み，その穴加工用ドリルに用いる材料の特性は，高
強度，高靭性，高剛性，及び高硬度であることが要求さ
れている。このような状況下において，プリント基板の
穴加工用超硬合金として，特開昭６１−１２８４７（以
下，従来例１と呼ぶ），特開昭６２−４８４１３（以
下，従来例２と呼ぶ），特開昭６３−９６２４４（以
下，従来例３と呼ぶ）に示されたものが提案されてい
る。
【０００４】ここで，従来例１には，ＷＣ−Ｃｏ合金
に，Ｖ，Ｃｒを複合添加することによって，ＷＣの粒成
長抑制効果を狙った優れた耐磨耗性及び高靭性を有する
超硬合金が提案されている。
に，Ｖ，Ｃｒを複合添加することによって，ＷＣの粒成
長抑制効果を狙った優れた耐磨耗性及び高靭性を有する
超硬合金が提案されている。
【０００５】また，従来例２には，炭化バナジウム，窒
化ジルコニウムを加えることによって，ロックウェル硬
度ＨＲａが９１以上，抗折力が３５０ｋｇ／mm2 以上で
ある優れた超硬合金が提案されている。
化ジルコニウムを加えることによって，ロックウェル硬
度ＨＲａが９１以上，抗折力が３５０ｋｇ／mm2 以上で
ある優れた超硬合金が提案されている。
【０００６】更に，従来例３には，ＷＣ−Ｃｏ系合金の
結合相を構成するＣｏに含有される炭化クロムの量を調
整することによって，プリント基板中に含有している樹
脂に対する耐腐食性を高め，且つＷＣの粒成長を抑制し
た超硬合金が提案されている。
結合相を構成するＣｏに含有される炭化クロムの量を調
整することによって，プリント基板中に含有している樹
脂に対する耐腐食性を高め，且つＷＣの粒成長を抑制し
た超硬合金が提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら，上記し
た従来例１乃至３のうちのいずれの超硬合金も，穴加工
用ドリルに使用した場合，ドリル自身がプリント基板の
高密度化，多層化によって，瞬間に高温にさらされ，折
れたり，曲がったりするという欠点を有している。
た従来例１乃至３のうちのいずれの超硬合金も，穴加工
用ドリルに使用した場合，ドリル自身がプリント基板の
高密度化，多層化によって，瞬間に高温にさらされ，折
れたり，曲がったりするという欠点を有している。
【０００８】そこで，本発明の技術的課題は，高温での
硬さを有しながらも，微粒で高強度を有し，プリント基
板の穴加工用工具の材料として最適な超硬合金及びその
製造方法を提供することにある。
硬さを有しながらも，微粒で高強度を有し，プリント基
板の穴加工用工具の材料として最適な超硬合金及びその
製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者らは，上記課題
を解決すべく検討した結果，高硬度で，高強度で且つ高
温硬度の優れた超硬合金を見出し，本発明を成すに至っ
たものである。
を解決すべく検討した結果，高硬度で，高強度で且つ高
温硬度の優れた超硬合金を見出し，本発明を成すに至っ
たものである。
【００１０】本発明によれば，重量％で，５〜２０％の
コバルト，０．５〜２．０％の炭化クロム，０．５〜
１．０％の炭化ジルコニウム，残部が実質的に炭化タン
グステンからなることを特徴とする超硬合金が得られ
る。
コバルト，０．５〜２．０％の炭化クロム，０．５〜
１．０％の炭化ジルコニウム，残部が実質的に炭化タン
グステンからなることを特徴とする超硬合金が得られ
る。
【００１１】また，本発明によれば，前記超硬合金にお
いて，炭化タングステン粒子の平均粒径が１．０μｍ以
下であることを特徴とする超硬合金が得られる。
いて，炭化タングステン粒子の平均粒径が１．０μｍ以
下であることを特徴とする超硬合金が得られる。
【００１２】また，本発明によれば，前記したいずれか
の超硬合金において，前記炭化クロム及び炭化ジルコニ
ウムのうちの少なくとも一種は，前記炭化タングステン
中に予め複合化されていることを特徴とする超硬合金が
得られる。ここで，本発明において，複合化とは，炭化
タングステン，炭化クロム又は炭化ジルコニウムから混
合物を，例えば，１４００〜１６００℃の真空又は還元
雰囲気（Ｈ2 ）で加熱して，少なくとも一部が固溶体を
形成した状態にすることを呼ぶ。
の超硬合金において，前記炭化クロム及び炭化ジルコニ
ウムのうちの少なくとも一種は，前記炭化タングステン
中に予め複合化されていることを特徴とする超硬合金が
得られる。ここで，本発明において，複合化とは，炭化
タングステン，炭化クロム又は炭化ジルコニウムから混
合物を，例えば，１４００〜１６００℃の真空又は還元
雰囲気（Ｈ2 ）で加熱して，少なくとも一部が固溶体を
形成した状態にすることを呼ぶ。
【００１３】また，本発明によれば，前記したいずれか
の超硬合金を用いたことを特徴とする高強度で高温硬度
の優れた穴加工工具が得られる。
の超硬合金を用いたことを特徴とする高強度で高温硬度
の優れた穴加工工具が得られる。
【００１４】ここで，本発明において，コバルトの含有
量を重量％で５〜２０％と限定したのは，５％未満で
は，合金の緻密化が十分に行われず，また，２０％を越
えるとプリント基板用穴加工工具，例えば，ドリルとし
ての硬度が足りなく，耐磨耗性が低下するからである。
量を重量％で５〜２０％と限定したのは，５％未満で
は，合金の緻密化が十分に行われず，また，２０％を越
えるとプリント基板用穴加工工具，例えば，ドリルとし
ての硬度が足りなく，耐磨耗性が低下するからである。
【００１５】また，本発明において，炭化クロムの含有
量を重量％で０．５〜２．０％と限定したのは，含有量
が０．５％未満では，所望する粒成長を抑制する効果が
発揮できず，高温での硬度が得られず，一方，炭化クロ
ムの含有量が重量％で２．０％を越えると，靭性及び強
度の低下が生じるからである。
量を重量％で０．５〜２．０％と限定したのは，含有量
が０．５％未満では，所望する粒成長を抑制する効果が
発揮できず，高温での硬度が得られず，一方，炭化クロ
ムの含有量が重量％で２．０％を越えると，靭性及び強
度の低下が生じるからである。
【００１６】また，本発明において，炭化ジルコニウム
の含有量を０．５〜１．０％と限定したのは，０．５％
未満では，上記した炭化クロムとともに作用して所望の
粒成長を抑制する効果を奏さず，したがって高温での硬
度が改善されるという炭化クロム及び炭化ジルコニウム
の相乗効果が得られないためであり，一方，炭化ジルコ
ニウムの含有量が１％を越えると，合金中に主相である
ＷＣ相，Ｃｏの結合相に次ぐ第三相として上記炭化クロ
ムとともに析出し，合金の靭性の低下をもたらすからで
ある。
の含有量を０．５〜１．０％と限定したのは，０．５％
未満では，上記した炭化クロムとともに作用して所望の
粒成長を抑制する効果を奏さず，したがって高温での硬
度が改善されるという炭化クロム及び炭化ジルコニウム
の相乗効果が得られないためであり，一方，炭化ジルコ
ニウムの含有量が１％を越えると，合金中に主相である
ＷＣ相，Ｃｏの結合相に次ぐ第三相として上記炭化クロ
ムとともに析出し，合金の靭性の低下をもたらすからで
ある。
【００１７】また，本発明において，上記炭化クロム及
び炭化ジルコニウムは，炭化タングステンと複合化した
炭化物を用いる。というのは，炭化タングステンとコバ
ルトとの混合粉末に単独に炭化クロム及び炭化ジルコニ
ウムを添加した場合においては，炭化物の合金中の分散
状態が複合化処理した場合よりも劣り，したがって，強
度及び硬度が共に劣るからである。
び炭化ジルコニウムは，炭化タングステンと複合化した
炭化物を用いる。というのは，炭化タングステンとコバ
ルトとの混合粉末に単独に炭化クロム及び炭化ジルコニ
ウムを添加した場合においては，炭化物の合金中の分散
状態が複合化処理した場合よりも劣り，したがって，強
度及び硬度が共に劣るからである。
【００１８】また，本発明によれば，重量％で，５〜２
０％のコバルト，０．５〜２．０％の炭化クロム，０．
５〜１．０％の炭化ジルコニウム，残部が実質的に炭化
タングステンからなる超硬合金を粉末冶金法によって製
造する方法において，前記炭化タングステンの平均粒径
が１．０μｍ以下であることを特徴とする超硬合金の製
造方法が得られる。
０％のコバルト，０．５〜２．０％の炭化クロム，０．
５〜１．０％の炭化ジルコニウム，残部が実質的に炭化
タングステンからなる超硬合金を粉末冶金法によって製
造する方法において，前記炭化タングステンの平均粒径
が１．０μｍ以下であることを特徴とする超硬合金の製
造方法が得られる。
【００１９】また，本発明によれば，前記超硬合金の製
造方法において，前記炭化クロム及び炭化ジルコニウム
のうちの少なくとも一種は，前記炭化タングステン中に
予め複合した粉末を用いることを特徴する超硬合金の製
造方法が得られる。
造方法において，前記炭化クロム及び炭化ジルコニウム
のうちの少なくとも一種は，前記炭化タングステン中に
予め複合した粉末を用いることを特徴する超硬合金の製
造方法が得られる。
【００２０】ここで，本発明においては，予め複合した
粉末を用いることによって，抗折力，ロックウエル硬
度，ＷＣの平均粒径をともに増加させることができる。
粉末を用いることによって，抗折力，ロックウエル硬
度，ＷＣの平均粒径をともに増加させることができる。
【００２１】更に，本発明の超硬合金の製造方法を詳し
く説明すると，本発明においては，通常の粉末冶金法を
用いて平均粒径が０．７μｍの微粒炭化タングステン，
炭化クロム及び炭化ジルコニウムとコバルト粉末とを，
重量％で５〜２０％のコバルト，０．５〜２．０％の炭
化クロム，０．５〜１．０％の炭化ジルコニウム，残部
が実質的に炭化タングステンからなる組成となるように
予め定められた量を湿式混合して，篩分，乾燥後，プレ
ス成形を行い，真空中で１３５０〜１４５０℃で１時間
焼結を行う。その後，１２５０〜１３５０℃で，１００
０kgf ／cm2 で熱間静水圧プレスを行い，高強度で高靭
性を有する超硬合金を得るものである。ここで，炭化ク
ロム及び炭化ジルコニウムのうちの少なくとも一種は，
前記炭化タングステン中に予め前述の複合化した複合物
を用いても良い。
く説明すると，本発明においては，通常の粉末冶金法を
用いて平均粒径が０．７μｍの微粒炭化タングステン，
炭化クロム及び炭化ジルコニウムとコバルト粉末とを，
重量％で５〜２０％のコバルト，０．５〜２．０％の炭
化クロム，０．５〜１．０％の炭化ジルコニウム，残部
が実質的に炭化タングステンからなる組成となるように
予め定められた量を湿式混合して，篩分，乾燥後，プレ
ス成形を行い，真空中で１３５０〜１４５０℃で１時間
焼結を行う。その後，１２５０〜１３５０℃で，１００
０kgf ／cm2 で熱間静水圧プレスを行い，高強度で高靭
性を有する超硬合金を得るものである。ここで，炭化ク
ロム及び炭化ジルコニウムのうちの少なくとも一種は，
前記炭化タングステン中に予め前述の複合化した複合物
を用いても良い。
【００２２】
【実施例】以下，本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【００２３】原料粉末として平均粒径０．９μｍの微粒
Ｗ粉末，平均粒径１．３μｍの炭化クロム，平均粒径
２．０μｍの炭化ジルコニウム粉末及びカーボンブラッ
クを下記表１に示した配合組成で混合し，１５００℃×
３０分の還元雰囲気で炭化した。
Ｗ粉末，平均粒径１．３μｍの炭化クロム，平均粒径
２．０μｍの炭化ジルコニウム粉末及びカーボンブラッ
クを下記表１に示した配合組成で混合し，１５００℃×
３０分の還元雰囲気で炭化した。
【００２４】
【表１】
【００２５】得られた炭化物粉末の特性を分析した結果
を下記表２に示した。
を下記表２に示した。
【００２６】
【表２】
【００２７】次いで，上記表２で示した炭化物を下記表
３に示した配合組成で配合した後，アルコール中，湿式
混合にて１２時間混合した。尚，比較合金には，炭化ク
ロム，炭化ジルコニウムを夫々合金中に単独で添加して
用いた。減圧乾燥し，１トン／cm2 の圧力でプレス成形
した。次いで，１４００℃，１時間真空焼結後，１３５
０℃，１０００kgf ／cm2 ，１時間Ａｒガス雰囲気下で
熱間静水圧プレス処理（ＨＩＰ）をした。また，比較合
金においても同様の方法で調整した。これらの焼結体を
ダイヤモンド砥石で４mm×８mm×２５mmのＪＩＳ抗折片
を製作し，これらの試片について，抗折力及びロックウ
エル硬度を測定した。合金の平均粒径は，走査型電子顕
微鏡（ＳＥＭ）にて観察することによって測定した。そ
の結果を下表３に示した。
３に示した配合組成で配合した後，アルコール中，湿式
混合にて１２時間混合した。尚，比較合金には，炭化ク
ロム，炭化ジルコニウムを夫々合金中に単独で添加して
用いた。減圧乾燥し，１トン／cm2 の圧力でプレス成形
した。次いで，１４００℃，１時間真空焼結後，１３５
０℃，１０００kgf ／cm2 ，１時間Ａｒガス雰囲気下で
熱間静水圧プレス処理（ＨＩＰ）をした。また，比較合
金においても同様の方法で調整した。これらの焼結体を
ダイヤモンド砥石で４mm×８mm×２５mmのＪＩＳ抗折片
を製作し，これらの試片について，抗折力及びロックウ
エル硬度を測定した。合金の平均粒径は，走査型電子顕
微鏡（ＳＥＭ）にて観察することによって測定した。そ
の結果を下表３に示した。
【００２８】
【表３】
【００２９】表３より，炭化タングステンと複合化処理
した炭化クロム及び炭化ジルコニウムを含む本発明の実
施例に係る超硬合金１乃至４は，炭化クロム及び炭化ジ
ルコニウムを夫々単独に添加した比較例に係る超硬合金
５乃至１０よりもＷＣ平均粒径が小さく，抗折力が優れ
ており，また同等のロックウェル硬度を有することが判
明した。尚，実施例に係る超硬合金とこれと同組成で炭
化クロム及び炭化ジルコニウムを複合化処理しなかった
超硬合金とを作製して比較した結果，複合化処理した実
施例に係る超硬合金の方が，２種を夫々単独で添加した
超硬合金よりも，ＷＣ平均粒径が小さく，抗折力及びロ
ックウェル硬度が共に大きく優れていることが判明し
た。
した炭化クロム及び炭化ジルコニウムを含む本発明の実
施例に係る超硬合金１乃至４は，炭化クロム及び炭化ジ
ルコニウムを夫々単独に添加した比較例に係る超硬合金
５乃至１０よりもＷＣ平均粒径が小さく，抗折力が優れ
ており，また同等のロックウェル硬度を有することが判
明した。尚，実施例に係る超硬合金とこれと同組成で炭
化クロム及び炭化ジルコニウムを複合化処理しなかった
超硬合金とを作製して比較した結果，複合化処理した実
施例に係る超硬合金の方が，２種を夫々単独で添加した
超硬合金よりも，ＷＣ平均粒径が小さく，抗折力及びロ
ックウェル硬度が共に大きく優れていることが判明し
た。
【００３０】また，上記表３に示した本発明の実施例に
係る合金２及び３と常温においてこれらと同じロックウ
ェル硬度を有する比較例に係る合金６及び７について，
高温硬度（ヴィッカース硬度）測定を行った。その結果
を下記表４に示す。
係る合金２及び３と常温においてこれらと同じロックウ
ェル硬度を有する比較例に係る合金６及び７について，
高温硬度（ヴィッカース硬度）測定を行った。その結果
を下記表４に示す。
【００３１】
【表４】
【００３２】上記表４から明らかなように，本発明の実
施例に係る合金２及び３の方が，比較例に係る合金６及
び７よりも，高温硬度が優れていることが判明した。
施例に係る合金２及び３の方が，比較例に係る合金６及
び７よりも，高温硬度が優れていることが判明した。
【００３３】
【発明の効果】以上，説明したように，本発明のプリン
ト基板等の穴加工用超硬合金は，高強度及び高硬度を有
し，高温での硬度を有し，優れた性能を発揮することが
できる。
ト基板等の穴加工用超硬合金は，高強度及び高硬度を有
し，高温での硬度を有し，優れた性能を発揮することが
できる。
Claims (6)
- 【請求項１】 重量％で，５〜２０％のコバルト，０．
５〜２．０％の炭化クロム，０．５〜１．０％の炭化ジ
ルコニウム，残部が実質的に炭化タングステンからなる
ことを特徴とする超硬合金。 - 【請求項２】 請求項１記載の超硬合金において，炭化
タングステン粒子の平均粒径が１．０μｍ以下であるこ
とを特徴とする超硬合金。 - 【請求項３】 請求項１又は２記載の超硬合金におい
て，前記炭化クロム及び炭化ジルコニウムのうちの少な
くとも一種は，前記炭化タングステン中に予め複合化さ
れていることを特徴とする超硬合金。 - 【請求項４】 請求項１乃至３のうちのいずれかに記載
の超硬合金を用いたことを特徴とする高強度で高温硬度
の優れた穴加工工具。 - 【請求項５】 重量％で，５〜２０％のコバルト，０．
５〜２．０％の炭化クロム，０．５〜１．０％の炭化ジ
ルコニウム，残部が実質的に炭化タングステンからなる
超硬合金を粉末冶金法によって製造する方法において，
前記炭化タングステンの平均粒径が１．０μｍ以下であ
ることを特徴とする超硬合金の製造方法。 - 【請求項６】 請求項５記載の超硬合金の製造方法にお
いて，前記炭化クロム及び炭化ジルコニウムのうちの少
なくとも一種は，前記炭化タングステン中に予め複合化
処理した複合物を用いることを特徴する超硬合金の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31969492A JP2626863B2 (ja) | 1992-11-30 | 1992-11-30 | 超硬合金及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31969492A JP2626863B2 (ja) | 1992-11-30 | 1992-11-30 | 超硬合金及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06158214A JPH06158214A (ja) | 1994-06-07 |
| JP2626863B2 true JP2626863B2 (ja) | 1997-07-02 |
Family
ID=18113146
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31969492A Expired - Fee Related JP2626863B2 (ja) | 1992-11-30 | 1992-11-30 | 超硬合金及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2626863B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009120902A (ja) * | 2007-11-14 | 2009-06-04 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 積層構造型超硬合金とその製造方法および前記超硬合金により形成された工具 |
-
1992
- 1992-11-30 JP JP31969492A patent/JP2626863B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06158214A (ja) | 1994-06-07 |
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