JP2826313B2 - 高靭性燒結合金 - Google Patents
高靭性燒結合金Info
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Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、切削工具材料，耐摩耗工具材料，耐衝撃工
具材料又は耐食性材料などの主として構造用材料に適す
る高靭性燒結合金及びその製造方法に関するものであ
る。 （従来の技術） 一般に、周期律表4a,5a,6a族金属の炭化物，窒化物，
炭酸化物，窒酸化物，ホウ化物及びこれらの相互固溶体
の中の少なくとも１種の硬質相と鉄属金属を主成分とす
る結合相とでなる、例えば超硬合金又はサーメットで代
表される燒結合金は、使用時の表面状態から大別する
と、燒結後の表面からなる焼肌面の状態で使用される場
合と、燒結後の表面を砥粒又は砥石などで加工を施こし
てなる研削面の状態で使用される場合がある。これらの
内、焼肌面でなる超硬合金は、燒結後の加工工程が省略
できることから研削面でなる燒結合金に比較して安価で
ある。このために、スローアウェイチップの内、あまり
寸法制度を必要としないCIS規格のＭ級チップやロー付
チップなどには、焼肌面でなる燒結合金が多用されてい
る。また、スローアウェイチップ，ドリル又はエンドミ
ルのすくい面もしくはブレーカー面などの１部の面は、
焼肌面で、他は研削面であるというような燒結合金が使
用されている。 （発明が解決しようとする問題点） 焼肌面でなる燒結合金は、燒結後の加工工程が省略で
きるために安価であるけれども、加工歪により硬質相に
圧縮応力を有している研削面でなる燒結合金に比較して
強度が低下するという問題がある。また、焼肌面でなる
燒結合金は、燒結合金の出発原料中の炭素量，窒素量，
酸素量又は不純物などの影響、さらに燒結工程中の雰囲
気や冷却速度などの影響により燒結合金の焼肌面の表面
部に最も多く欠陥が現われるために研削面でなる燒結合
金に比較して強度のバラツキが大きいという品質管理上
の問題がある。 本発明は、上述のような問題点を解決したもので、具
体的には、ショットピーニング法でもって燒結合金の焼
肌面の表面部に存在する硬質相に残留圧縮応力を付与し
て、外部からの衝撃により燒結合金の表面部に発生した
微少クラックが燒結合金の内部へ進展するのを阻止し、
又燒結工程中に生じた燒結合金の表面部の欠陥からクラ
ックに進展するのを阻止するようにした高靭性燒結合金
およびその製造方法の提供を目的とするものである。 （問題点を解決するための手段） 本発明者らは、焼肌面でなる燒結合金の強度が研削面
でなる燒結合金の強度に比較して低い傾向にあることか
ら、焼肌面でなる燒結合金の強度を高めることを検討し
ていた所、WC基燒結合金の焼肌面の表面部におけるWC硬
質相には約12kg/mm2の圧縮応力が残留し、TiC基燒結合
金の焼肌面の表面部におけるTiC硬質相には約4kg/mm2の
引張応力が残留しているのに対し、これらの燒結合金の
焼肌面の表面部における硬質相に、或る一定以上の残留
圧縮応力を付与すると強度が向上するという知見を得た
ものである。この知見に基づいて、本発明を完成するに
至ったものである。 すなわち、本発明の高靭性燒結合金は、周期律表4a,5
a,6a族金属の炭化物，窒化物，炭酸化物，窒酸化物，ホ
ウ化物及びこれらの相互固溶体の中の少なくとも１種の
硬質相と、Ni及び／又はCoを主成分とする結合相と不可
避不純物とからなる燒結合金において、ショットピーニ
ング法でもって該燒結合金の焼肌面の表面部における前
記硬質相に50kg/mm2以上の残留圧縮応力を付与してなる
ことを特徴とするものである。 本発明の高靭性燒結合金は、例えばWC,Mo2C,Cr3C2,V
C,NbC,TaC,TiC,ZrC,HfC,TiN,ZrN,HfN,TaN,NbN,VN,CrN,T
i（C,O）,Zr（C,O）,Ti（N,O）,Zr（C,O）,TiB2,ZrB2,H
fB2,（W,Ti）C,（W,Ta,Ti）C,（W,Ta,Nb,Ti）C,（W,T
i）（C,N），（W,Ta,Ti）（C,N），（W,Ta,Nb,Ti）（C,
N）などを代表例とする硬質相の中の少なくとも１種70
〜98wt％と、残りNi,Co,Ni・Co合金もしくはNi及び／又
はCoに周期律表4a,5a,6a族金属の少なくとも１種が固溶
してなる結合相とからなる燒結合金の焼肌面の表面部に
おける硬質相が50kg/mm2以上の残留圧縮応力を有し、さ
らに好ましくは、燒結合金の焼肌面の表面部における硬
質相に100kg/mm2以上の残留圧縮応力が付与されてなる
ものである。ここで述べている燒結合金の焼肌面の表面
部とは、残留圧縮応力を測定できる燒結合金の表面から
の内部への深さを示し、特別に制限を必要とする深さで
はなく、例えばＸ線応力測定装置におけるＸ線の侵入す
る深さである燒結合金の焼肌面から多くとも数10μｍ深
さの内部を示しているものである。 本発明の高靭性燒結合金は、焼肌面を有する燒結合金
の焼肌面の表面に、欠損又は微少チッピングが生じない
方法でもって、できるだけ強い衝撃力を付与することに
より作製することができる。燒結合金の焼肌面にできる
だけ強い衝撃力を付与するためには、例えばサンドブラ
スト法又はショットピーニング法を利用すればよく、具
体的には、金属粉末，セラミックス粉末又は金属製，合
金製，ガラス製，プラスチック製もしくはセラミックス
製のボールを含めた塊状物を燒結合金の焼肌面に衝突さ
せる方法、あるいは水や液体状有機化合物を燒結合金の
焼肌面に衝突させる方法などの機械的方法がある。ま
た、他の方法としては、燒結合金の焼肌面の成分に影響
を与えないようなガス、例えば不活性ガスを用いて、こ
のガスをイオン化して燒結合金の焼肌面に衝突させる、
例えばイオン注入法を応用するような物理的方法があ
る。これらの方法の内、作業性の容易さから機械的方法
が好ましい方法である。 （作用） 本発明の高靭性燒結合金は、焼肌面の表面部の硬質相
に50kg/mm2以上の残留圧縮応力を付与したものであるた
めに、燒結工程中に生じた焼肌面の表面部の欠陥を減少
させる作用、又はこの欠陥からクラックが進展するのを
阻止する作用があり、さらに、焼肌面の表面に外部から
衝撃が加わって微少クラックが発生する場合においても
クラックの進展を阻止する作用がある。 （実施例） 実施例１ JIS規格P20組成でなる全面が焼肌面の超硬合金を比較
品１とし、この比較品１と同様の燒結合金の焼肌面に平
均粒径0.5mmのガラスビーズを約3kg/cm2の圧縮空気で衝
突させて、比較品２を得た。また、比較品１と同様の燒
結合金の焼肌面に平均粒径0.5mmのアルミナ製ボールを
約5kg/cm2の圧縮空気で衝突させて、本発明品１を得
た。この比較品1,2及び本発明１のそれぞれの焼肌面の
表面部におけるWC硬質相に残留している応力をＸ線応力
測定装置により調べて、その結果を第１表に示した。さ
らに、比較品1,2及び本発明品２の抗折力強度を調べ
て、その結果を第１表に併記した。次に、比較品1,2及
び本発明品１を下記の切削試験条件でもって耐欠損性試
験を行い、その結果も第１表に併記した。 切削試験条件 被削材 S48C（４本溝付の断続切削） 切削速度 100m/min 切り込み量 1.5mm 判定方法 0.5mm/revの送りで4000回断続切削した
後、欠損しない場合は、順次送り量増加し、欠損時の送
り量で比較。 実施例２ 市販のTiC基サーメットでなる全面が焼肌面の燒結合
金を比較品３とし、この比較品３と同様の燒結合金の焼
肌面に平均粒径0.5mmのアルミナ製ボールを約3kg/cm2の
圧縮空気で衝突させて、本発明品２を得た。また、比較
品３と同様の燒結合金の焼肌面に平均粒径0.5mmのアル
ミナ製ボールを約5kg/cm2の圧縮空気で衝突させて、本
発明品３を得た。この比較品３及び本発明2,3のそれぞ
れの焼肌面の表面部におけるTiC硬質相に残留している
応力をＸ線応力測定装置により調べて、その結果を第２
表に示した。さらに、比較品３及び本発明品2,3を実施
例１と同様にして、抗折力強度及び耐欠損性試験を行い
その結果を第２表に併記した。 （発明の効果） 本発明の高靭性燒結合金は、従来の焼肌面を有する燒
結合金に比較して抗折力強度で約15〜67％も向上し切削
試験による耐欠損性では２〜４ランク向上するという効
果を有するものである。このことから、本発明の高靭性
燒結合金は、従来の焼肌面を有する燒結合金の使用領域
から、さらに耐衝撃性及び耐欠損性を必要とする領域に
まで使用できるもので、産業上有用な材料である。
具材料又は耐食性材料などの主として構造用材料に適す
る高靭性燒結合金及びその製造方法に関するものであ
る。 （従来の技術） 一般に、周期律表4a,5a,6a族金属の炭化物，窒化物，
炭酸化物，窒酸化物，ホウ化物及びこれらの相互固溶体
の中の少なくとも１種の硬質相と鉄属金属を主成分とす
る結合相とでなる、例えば超硬合金又はサーメットで代
表される燒結合金は、使用時の表面状態から大別する
と、燒結後の表面からなる焼肌面の状態で使用される場
合と、燒結後の表面を砥粒又は砥石などで加工を施こし
てなる研削面の状態で使用される場合がある。これらの
内、焼肌面でなる超硬合金は、燒結後の加工工程が省略
できることから研削面でなる燒結合金に比較して安価で
ある。このために、スローアウェイチップの内、あまり
寸法制度を必要としないCIS規格のＭ級チップやロー付
チップなどには、焼肌面でなる燒結合金が多用されてい
る。また、スローアウェイチップ，ドリル又はエンドミ
ルのすくい面もしくはブレーカー面などの１部の面は、
焼肌面で、他は研削面であるというような燒結合金が使
用されている。 （発明が解決しようとする問題点） 焼肌面でなる燒結合金は、燒結後の加工工程が省略で
きるために安価であるけれども、加工歪により硬質相に
圧縮応力を有している研削面でなる燒結合金に比較して
強度が低下するという問題がある。また、焼肌面でなる
燒結合金は、燒結合金の出発原料中の炭素量，窒素量，
酸素量又は不純物などの影響、さらに燒結工程中の雰囲
気や冷却速度などの影響により燒結合金の焼肌面の表面
部に最も多く欠陥が現われるために研削面でなる燒結合
金に比較して強度のバラツキが大きいという品質管理上
の問題がある。 本発明は、上述のような問題点を解決したもので、具
体的には、ショットピーニング法でもって燒結合金の焼
肌面の表面部に存在する硬質相に残留圧縮応力を付与し
て、外部からの衝撃により燒結合金の表面部に発生した
微少クラックが燒結合金の内部へ進展するのを阻止し、
又燒結工程中に生じた燒結合金の表面部の欠陥からクラ
ックに進展するのを阻止するようにした高靭性燒結合金
およびその製造方法の提供を目的とするものである。 （問題点を解決するための手段） 本発明者らは、焼肌面でなる燒結合金の強度が研削面
でなる燒結合金の強度に比較して低い傾向にあることか
ら、焼肌面でなる燒結合金の強度を高めることを検討し
ていた所、WC基燒結合金の焼肌面の表面部におけるWC硬
質相には約12kg/mm2の圧縮応力が残留し、TiC基燒結合
金の焼肌面の表面部におけるTiC硬質相には約4kg/mm2の
引張応力が残留しているのに対し、これらの燒結合金の
焼肌面の表面部における硬質相に、或る一定以上の残留
圧縮応力を付与すると強度が向上するという知見を得た
ものである。この知見に基づいて、本発明を完成するに
至ったものである。 すなわち、本発明の高靭性燒結合金は、周期律表4a,5
a,6a族金属の炭化物，窒化物，炭酸化物，窒酸化物，ホ
ウ化物及びこれらの相互固溶体の中の少なくとも１種の
硬質相と、Ni及び／又はCoを主成分とする結合相と不可
避不純物とからなる燒結合金において、ショットピーニ
ング法でもって該燒結合金の焼肌面の表面部における前
記硬質相に50kg/mm2以上の残留圧縮応力を付与してなる
ことを特徴とするものである。 本発明の高靭性燒結合金は、例えばWC,Mo2C,Cr3C2,V
C,NbC,TaC,TiC,ZrC,HfC,TiN,ZrN,HfN,TaN,NbN,VN,CrN,T
i（C,O）,Zr（C,O）,Ti（N,O）,Zr（C,O）,TiB2,ZrB2,H
fB2,（W,Ti）C,（W,Ta,Ti）C,（W,Ta,Nb,Ti）C,（W,T
i）（C,N），（W,Ta,Ti）（C,N），（W,Ta,Nb,Ti）（C,
N）などを代表例とする硬質相の中の少なくとも１種70
〜98wt％と、残りNi,Co,Ni・Co合金もしくはNi及び／又
はCoに周期律表4a,5a,6a族金属の少なくとも１種が固溶
してなる結合相とからなる燒結合金の焼肌面の表面部に
おける硬質相が50kg/mm2以上の残留圧縮応力を有し、さ
らに好ましくは、燒結合金の焼肌面の表面部における硬
質相に100kg/mm2以上の残留圧縮応力が付与されてなる
ものである。ここで述べている燒結合金の焼肌面の表面
部とは、残留圧縮応力を測定できる燒結合金の表面から
の内部への深さを示し、特別に制限を必要とする深さで
はなく、例えばＸ線応力測定装置におけるＸ線の侵入す
る深さである燒結合金の焼肌面から多くとも数10μｍ深
さの内部を示しているものである。 本発明の高靭性燒結合金は、焼肌面を有する燒結合金
の焼肌面の表面に、欠損又は微少チッピングが生じない
方法でもって、できるだけ強い衝撃力を付与することに
より作製することができる。燒結合金の焼肌面にできる
だけ強い衝撃力を付与するためには、例えばサンドブラ
スト法又はショットピーニング法を利用すればよく、具
体的には、金属粉末，セラミックス粉末又は金属製，合
金製，ガラス製，プラスチック製もしくはセラミックス
製のボールを含めた塊状物を燒結合金の焼肌面に衝突さ
せる方法、あるいは水や液体状有機化合物を燒結合金の
焼肌面に衝突させる方法などの機械的方法がある。ま
た、他の方法としては、燒結合金の焼肌面の成分に影響
を与えないようなガス、例えば不活性ガスを用いて、こ
のガスをイオン化して燒結合金の焼肌面に衝突させる、
例えばイオン注入法を応用するような物理的方法があ
る。これらの方法の内、作業性の容易さから機械的方法
が好ましい方法である。 （作用） 本発明の高靭性燒結合金は、焼肌面の表面部の硬質相
に50kg/mm2以上の残留圧縮応力を付与したものであるた
めに、燒結工程中に生じた焼肌面の表面部の欠陥を減少
させる作用、又はこの欠陥からクラックが進展するのを
阻止する作用があり、さらに、焼肌面の表面に外部から
衝撃が加わって微少クラックが発生する場合においても
クラックの進展を阻止する作用がある。 （実施例） 実施例１ JIS規格P20組成でなる全面が焼肌面の超硬合金を比較
品１とし、この比較品１と同様の燒結合金の焼肌面に平
均粒径0.5mmのガラスビーズを約3kg/cm2の圧縮空気で衝
突させて、比較品２を得た。また、比較品１と同様の燒
結合金の焼肌面に平均粒径0.5mmのアルミナ製ボールを
約5kg/cm2の圧縮空気で衝突させて、本発明品１を得
た。この比較品1,2及び本発明１のそれぞれの焼肌面の
表面部におけるWC硬質相に残留している応力をＸ線応力
測定装置により調べて、その結果を第１表に示した。さ
らに、比較品1,2及び本発明品２の抗折力強度を調べ
て、その結果を第１表に併記した。次に、比較品1,2及
び本発明品１を下記の切削試験条件でもって耐欠損性試
験を行い、その結果も第１表に併記した。 切削試験条件 被削材 S48C（４本溝付の断続切削） 切削速度 100m/min 切り込み量 1.5mm 判定方法 0.5mm/revの送りで4000回断続切削した
後、欠損しない場合は、順次送り量増加し、欠損時の送
り量で比較。 実施例２ 市販のTiC基サーメットでなる全面が焼肌面の燒結合
金を比較品３とし、この比較品３と同様の燒結合金の焼
肌面に平均粒径0.5mmのアルミナ製ボールを約3kg/cm2の
圧縮空気で衝突させて、本発明品２を得た。また、比較
品３と同様の燒結合金の焼肌面に平均粒径0.5mmのアル
ミナ製ボールを約5kg/cm2の圧縮空気で衝突させて、本
発明品３を得た。この比較品３及び本発明2,3のそれぞ
れの焼肌面の表面部におけるTiC硬質相に残留している
応力をＸ線応力測定装置により調べて、その結果を第２
表に示した。さらに、比較品３及び本発明品2,3を実施
例１と同様にして、抗折力強度及び耐欠損性試験を行い
その結果を第２表に併記した。 （発明の効果） 本発明の高靭性燒結合金は、従来の焼肌面を有する燒
結合金に比較して抗折力強度で約15〜67％も向上し切削
試験による耐欠損性では２〜４ランク向上するという効
果を有するものである。このことから、本発明の高靭性
燒結合金は、従来の焼肌面を有する燒結合金の使用領域
から、さらに耐衝撃性及び耐欠損性を必要とする領域に
まで使用できるもので、産業上有用な材料である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭62−107006（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−270310（ＪＰ，Ａ)
特公 平６−15715（ＪＰ，Ｂ２)
日本金属学会編「金属便覧（改定４
版）」ｐ．1411 昭和57年12月20日 丸
善発行
(58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名)
C22C 29/02
C22C 1/05
B22F 3/24
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．周期律表4a,5a,6a族金属の炭化物，窒化物，炭酸化
物，窒酸化物，ホウ化物及びこれらの相互固溶体の中の
少なくとも１種の硬質相と、残りNi及び／又はCoを主成
分とする結合相と不可避不純物とからなる焼肌面を有す
る焼結合金において、ショットピーニング法でもって該
焼結合金の焼肌面の表面部における該硬質相に50kg/mm2
以上の残留圧縮応力が付与されていることを特徴とする
高靭性焼結合金。 ２．上記焼結合金の焼肌面の表面部における硬質相は、
100kg/mm2以上の残留圧縮応力が付与されていることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の高靭性焼結合
金。 ３．周期律表4a,5a,6a族金属の炭化物，窒化物，炭酸化
物，窒酸化物，ホウ化物及びこれらの相互固溶体の中の
少なくとも１種の硬質相と、残りNi及び／又はCoを主成
分とする結合相と不可避不純物とからなる焼結合金の焼
肌面の表面部にショットピーニング法により衝撃力を加
えて、該表面部に残留圧縮応力を付与することを特徴と
する高強度焼結合金の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62188594A JP2826313B2 (ja) | 1987-07-28 | 1987-07-28 | 高靭性燒結合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62188594A JP2826313B2 (ja) | 1987-07-28 | 1987-07-28 | 高靭性燒結合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6431949A JPS6431949A (en) | 1989-02-02 |
| JP2826313B2 true JP2826313B2 (ja) | 1998-11-18 |
Family
ID=16226392
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62188594A Expired - Lifetime JP2826313B2 (ja) | 1987-07-28 | 1987-07-28 | 高靭性燒結合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2826313B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02243735A (ja) * | 1989-03-17 | 1990-09-27 | Nippon Carbide Ind Co Inc | 硬質合金 |
| JP5510637B2 (ja) * | 2009-10-21 | 2014-06-04 | 三菱マテリアル株式会社 | 炭窒化チタン基サーメット製切削インサートおよびその製造方法 |
| JP5532413B2 (ja) * | 2010-04-08 | 2014-06-25 | 三菱マテリアル株式会社 | 炭窒化チタン基サーメット製切削インサートおよびその製造方法 |
| JP6756819B2 (ja) | 2016-04-13 | 2020-09-16 | 京セラ株式会社 | 切削インサート及び切削工具 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61270310A (ja) * | 1985-05-24 | 1986-11-29 | Toyota Motor Corp | 高強度焼結コネクテイングロツドの製造方法 |
| JPS62107006A (ja) * | 1985-11-05 | 1987-05-18 | Daijietsuto Kogyo Kk | 塑性加工用超硬合金部材およびその製造方法 |
-
1987
- 1987-07-28 JP JP62188594A patent/JP2826313B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 日本金属学会編「金属便覧（改定４版）」ｐ．１４１１ 昭和５７年１２月２０日 丸善発行 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6431949A (en) | 1989-02-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R360 | Written notification for declining of transfer of rights |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360 |
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| R370 | Written measure of declining of transfer procedure |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R370 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |