JP2803337B2 - 高硬度炭化タングステン基超硬合金 - Google Patents
高硬度炭化タングステン基超硬合金Info
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- JP2803337B2 JP2803337B2 JP17875590A JP17875590A JP2803337B2 JP 2803337 B2 JP2803337 B2 JP 2803337B2 JP 17875590 A JP17875590 A JP 17875590A JP 17875590 A JP17875590 A JP 17875590A JP 2803337 B2 JP2803337 B2 JP 2803337B2
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- carbide
- cemented carbide
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、プリント基板の穴明け用ミニチュアドリ
ルやAlまたはAl合金およびCuまたはCu合金などの非鉄金
属切削用工具に用いる高硬度炭化タングステン基超硬合
金に関するものである。
ルやAlまたはAl合金およびCuまたはCu合金などの非鉄金
属切削用工具に用いる高硬度炭化タングステン基超硬合
金に関するものである。
一般に、結合相形成成分としてCoを含有し、残りが炭
化タングステンおよび不可避不純物からなる炭化タング
ステン（以下、WCという）基超硬合金は知られており、
このWC基超硬合金は、Co含有量を一定にするとWC粒の微
細なものほど硬さは大きくなり、耐摩耗性が向上する。
そのためVC,Cr3C2,TiC,TaC,NbCのうち１種または２種以
上を添加して焼結時のWC成長を防ぐことも行われてい
る。このようにして得られたWC基超硬合金は、プリント
基板の穴明け用ミニチュアドリルや上記非鉄金属用切削
工具の素材としても用いられている（特開昭61−76645
号公報、特公昭62−56224号公報、特開昭63−11646号公
報などを参照）。
化タングステンおよび不可避不純物からなる炭化タング
ステン（以下、WCという）基超硬合金は知られており、
このWC基超硬合金は、Co含有量を一定にするとWC粒の微
細なものほど硬さは大きくなり、耐摩耗性が向上する。
そのためVC,Cr3C2,TiC,TaC,NbCのうち１種または２種以
上を添加して焼結時のWC成長を防ぐことも行われてい
る。このようにして得られたWC基超硬合金は、プリント
基板の穴明け用ミニチュアドリルや上記非鉄金属用切削
工具の素材としても用いられている（特開昭61−76645
号公報、特公昭62−56224号公報、特開昭63−11646号公
報などを参照）。
しかし、WC基超硬合金の焼結時のWC粒成長を防ぐため
に、上記VC,Cr3C2,TiC,TaC,NbCのうち１種または２種以
上を添加しても、これらWC基超硬合金の焼結温度が高い
ことから焼結時のWC粒の成長を十分に抑止することがで
きず、WC粒の粗大化により硬さが低下し、したがって、
耐摩耗性が低下するという課題があった。一方、焼結温
度を低くすると、Coの十分な分散が行われずにWC基超硬
合金の靭性が低下し、このWC基超硬合金で作製したミニ
チュアドリルは耐折損性が低下するなどの課題があった
のである。
に、上記VC,Cr3C2,TiC,TaC,NbCのうち１種または２種以
上を添加しても、これらWC基超硬合金の焼結温度が高い
ことから焼結時のWC粒の成長を十分に抑止することがで
きず、WC粒の粗大化により硬さが低下し、したがって、
耐摩耗性が低下するという課題があった。一方、焼結温
度を低くすると、Coの十分な分散が行われずにWC基超硬
合金の靭性が低下し、このWC基超硬合金で作製したミニ
チュアドリルは耐折損性が低下するなどの課題があった
のである。
そこで、本発明者らは、低温で焼結しても靭性を低下
させることなく、またWC粒成長を抑止することができて
硬さの大きなWC基超硬合金を得るべく研究を行った結
果、 結合相形成成分としてCoのほかにCuを0.2〜５％添加
することにより焼結時のCoの分散性が良くなり、さらに
焼結時のWC粒成長も少なくなり、高硬度WC基超硬合金が
得られるという知見を得たのである。
させることなく、またWC粒成長を抑止することができて
硬さの大きなWC基超硬合金を得るべく研究を行った結
果、 結合相形成成分としてCoのほかにCuを0.2〜５％添加
することにより焼結時のCoの分散性が良くなり、さらに
焼結時のWC粒成長も少なくなり、高硬度WC基超硬合金が
得られるという知見を得たのである。
この発明は、かかる知見にもとづいて成されたもので
あって、 Co:5〜16重量％、 Cu:0.2〜５重量％、 VC,Cr3C2,TiC,TaC,NbCのうち１種または２種以上:0.2
〜５重量％、を含有し、残りが炭化タングステンおよび
不可避不純物からなる高硬度炭化タングステン基超硬合
金に特徴を有するものである。
あって、 Co:5〜16重量％、 Cu:0.2〜５重量％、 VC,Cr3C2,TiC,TaC,NbCのうち１種または２種以上:0.2
〜５重量％、を含有し、残りが炭化タングステンおよび
不可避不純物からなる高硬度炭化タングステン基超硬合
金に特徴を有するものである。
つぎに、この発明のWC基超硬合金の成分組成を上記の
ごとく限定した理由について説明する。
ごとく限定した理由について説明する。
（ａ） Cu Cuは、Coとともに合金化して結合相形成成分の液相出
現温度を下げる作用を有するが、その含有量が0.2重量
％未満ではその作用が十分でなく、一方、５重量％を越
えて含有するとCuが多くなりすぎて硬度が低下する。し
たがって、Cuの含有量は、0.2〜５重量％に定めた。
現温度を下げる作用を有するが、その含有量が0.2重量
％未満ではその作用が十分でなく、一方、５重量％を越
えて含有するとCuが多くなりすぎて硬度が低下する。し
たがって、Cuの含有量は、0.2〜５重量％に定めた。
（ｂ） Co Coは、結合相形成成分として添加されるが、その含有
量が５重量％未満ではWC基超硬合金の緻密化が十分にな
されず、一方、16重量％を越えて含有するとCoが多くな
りすぎてCuを添加しても高硬度が得られない。したがっ
て、Coの含有量は、５〜16重量％に定めた。
量が５重量％未満ではWC基超硬合金の緻密化が十分にな
されず、一方、16重量％を越えて含有するとCoが多くな
りすぎてCuを添加しても高硬度が得られない。したがっ
て、Coの含有量は、５〜16重量％に定めた。
（ｃ） VC,Cr3C2,TiC,TaC,NbC これらの成分は、焼結時のWCの粒成長を抑制する作用
があるが、その含有量が0.2重量％未満では焼結時のWC
の粒成長を抑制することができず、一方、５重量％を越
えて含有すると複合炭化物相が析出し、硬度が低下す
る。したがって、これらの成分の含有量は、0.2〜５重
量％に定めた。
があるが、その含有量が0.2重量％未満では焼結時のWC
の粒成長を抑制することができず、一方、５重量％を越
えて含有すると複合炭化物相が析出し、硬度が低下す
る。したがって、これらの成分の含有量は、0.2〜５重
量％に定めた。
つぎに、この発明の高硬度WC基超硬合金を実施例に基
づいて具体的に説明する。
づいて具体的に説明する。
原料粉末として、それぞれ、平均粒径:0.6μｍのWC粉
末、平均粒径:1.2μｍのCo粉末、平均粒径:5.0μｍのCu
粉末、平均粒径:1.0μｍのVC粉末、平均粒径:1.5μｍの
TiC粉末、平均粒径:1.5μｍのCr3C2粉末、平均粒径:1.8
μｍのTaC粉末、平均粒径:1.7μｍのNbC粉末をそれぞれ
用意し、これら粉末を第１表に示されるように配合し、
アセトン中湿式ボールミルで72時間混合したのち乾燥
し、少量のワックスを加えて押出しプレスを行い、15kg
の圧力で直径:3.55mmの断面をもった円柱の圧粉体を押
出しプレス成形し、この圧粉体を温度:600℃、３時間保
持することにより脱ワックスを行い、引続いて真空中第
１表に示される条件で焼結し、第１表に示される配合組
成とほぼ同一の組成を有する本発明WC基超硬合金１〜1
2、比較WC基超硬合金１〜10および従来WC基超硬合金１
〜８を作製し、これら合金のロックウェルＡスケール硬
さ（HRA）を測定し、その値を第１表に示した。
末、平均粒径:1.2μｍのCo粉末、平均粒径:5.0μｍのCu
粉末、平均粒径:1.0μｍのVC粉末、平均粒径:1.5μｍの
TiC粉末、平均粒径:1.5μｍのCr3C2粉末、平均粒径:1.8
μｍのTaC粉末、平均粒径:1.7μｍのNbC粉末をそれぞれ
用意し、これら粉末を第１表に示されるように配合し、
アセトン中湿式ボールミルで72時間混合したのち乾燥
し、少量のワックスを加えて押出しプレスを行い、15kg
の圧力で直径:3.55mmの断面をもった円柱の圧粉体を押
出しプレス成形し、この圧粉体を温度:600℃、３時間保
持することにより脱ワックスを行い、引続いて真空中第
１表に示される条件で焼結し、第１表に示される配合組
成とほぼ同一の組成を有する本発明WC基超硬合金１〜1
2、比較WC基超硬合金１〜10および従来WC基超硬合金１
〜８を作製し、これら合金のロックウェルＡスケール硬
さ（HRA）を測定し、その値を第１表に示した。
なお、比較WC基超硬合金１〜10は、Cuの含有量がこの
発明から外れた合金（第１表において、この発明の範囲
から外れた値に※印を付して示した）であり、従来WC基
超硬合金１〜８は、Cuを全く含まない通常のWC基超硬合
金である。
発明から外れた合金（第１表において、この発明の範囲
から外れた値に※印を付して示した）であり、従来WC基
超硬合金１〜８は、Cuを全く含まない通常のWC基超硬合
金である。
つぎに、上記本発明WC基超硬合金１〜12、比較WC基超
硬合金１〜10および従来WC基超硬合金１〜８を研摩し
て、全長38.1mm、シャンク径:3.175mm、切刃径:0.4mm、
切刃長:6mmのミニチュアドリルを作製し、これらミニチ
ュアドリルを用い、厚さ:1.5mmのガラスとエポキシ樹脂
の混合樹脂からなる４層板を２枚重ねにして、合計の厚
さを3mmにした被削材を、 回 転 数:70000r.p.m.、 ドリル送り:2100mm/min.、 の加工条件にて5000ヒットしたのち、ミニチュアドリル
の切刃径の減少量を測定して耐摩耗性を評価し、 さらに、上記ガラスとエポキシ樹脂からなる混合樹脂
の４層板を３枚重ねにして、合計の厚さを4.5mmにして
被削材を、 回 転 数:70000r.p.m.、 ドリル送り:3000mm/min.、 の加工条件にて1000ヒットしたときの20本のミニチュア
ドリル折損率を測定し、耐折損性すなわち靭性を評価す
る加工テストを実施し、それらの 結果を第１表に示した。
硬合金１〜10および従来WC基超硬合金１〜８を研摩し
て、全長38.1mm、シャンク径:3.175mm、切刃径:0.4mm、
切刃長:6mmのミニチュアドリルを作製し、これらミニチ
ュアドリルを用い、厚さ:1.5mmのガラスとエポキシ樹脂
の混合樹脂からなる４層板を２枚重ねにして、合計の厚
さを3mmにした被削材を、 回 転 数:70000r.p.m.、 ドリル送り:2100mm/min.、 の加工条件にて5000ヒットしたのち、ミニチュアドリル
の切刃径の減少量を測定して耐摩耗性を評価し、 さらに、上記ガラスとエポキシ樹脂からなる混合樹脂
の４層板を３枚重ねにして、合計の厚さを4.5mmにして
被削材を、 回 転 数:70000r.p.m.、 ドリル送り:3000mm/min.、 の加工条件にて1000ヒットしたときの20本のミニチュア
ドリル折損率を測定し、耐折損性すなわち靭性を評価す
る加工テストを実施し、それらの 結果を第１表に示した。
第１表の結果から、本発明WC基超硬合金１〜12で作製
したミニチュアドリルは、Cuを全く含まない従来WC基超
硬合金１〜８で作製したミニチュアドリルよりもドリル
切刃径の減少量が少ないことから耐摩耗性に優れ、また
折損率も少ないことから靭性にも選れていることがわか
る。しかし、Cuをこの発明の範囲から外れて含む比較WC
基超硬合金１〜10で作製したミニチュアドリルは、本発
明WC基超硬合金１〜12で作製したミニチュアドリルより
も切刃径の減少量が多く、折損率も同等またはそれ以上
であることから、ミニチュアドリルを作製するための材
料としては好ましくないことがわかる。
したミニチュアドリルは、Cuを全く含まない従来WC基超
硬合金１〜８で作製したミニチュアドリルよりもドリル
切刃径の減少量が少ないことから耐摩耗性に優れ、また
折損率も少ないことから靭性にも選れていることがわか
る。しかし、Cuをこの発明の範囲から外れて含む比較WC
基超硬合金１〜10で作製したミニチュアドリルは、本発
明WC基超硬合金１〜12で作製したミニチュアドリルより
も切刃径の減少量が多く、折損率も同等またはそれ以上
であることから、ミニチュアドリルを作製するための材
料としては好ましくないことがわかる。
したがって、この発明の高硬度WC基超硬合金は、プリ
ント基板、Al板、Cu板などの比較的負荷の少ない板材の
穴明け用ドリル、またはAlもしくはCuを切削するための
切削工具などを作製するための材料として用いると優れ
た効果を奏するものである。
ント基板、Al板、Cu板などの比較的負荷の少ない板材の
穴明け用ドリル、またはAlもしくはCuを切削するための
切削工具などを作製するための材料として用いると優れ
た効果を奏するものである。
Claims (1)
- 【請求項１】Co:5〜16重量％、 Cu:0.2〜５重量％、 VC,Cr3C2,TiC,TaC,NbCのうち１種または２種以上:0.2〜
５重量％、を含有し、残りが炭化タングステンおよび不
可避不純物からなることを特徴とする高硬度炭化タング
ステン基超硬合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17875590A JP2803337B2 (ja) | 1990-07-06 | 1990-07-06 | 高硬度炭化タングステン基超硬合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17875590A JP2803337B2 (ja) | 1990-07-06 | 1990-07-06 | 高硬度炭化タングステン基超硬合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0466640A JPH0466640A (ja) | 1992-03-03 |
| JP2803337B2 true JP2803337B2 (ja) | 1998-09-24 |
Family
ID=16054032
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17875590A Expired - Fee Related JP2803337B2 (ja) | 1990-07-06 | 1990-07-06 | 高硬度炭化タングステン基超硬合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2803337B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102012015565A1 (de) * | 2012-08-06 | 2014-05-15 | Kennametal Inc. | Gesinterter Hartmetallkörper, Verwendung und Verfahren zur Herstellung des Hartmetallkörpers |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5850495B2 (ja) * | 2011-11-21 | 2016-02-03 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 高硬度・高靱性サーメット |
| CN103572136B (zh) * | 2013-11-06 | 2015-12-30 | 大连远东钨业科技股份有限公司 | 一种亚微晶粒硬质合金顶锤及其制备方法 |
-
1990
- 1990-07-06 JP JP17875590A patent/JP2803337B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102012015565A1 (de) * | 2012-08-06 | 2014-05-15 | Kennametal Inc. | Gesinterter Hartmetallkörper, Verwendung und Verfahren zur Herstellung des Hartmetallkörpers |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0466640A (ja) | 1992-03-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |