JP3118857B2 - 高強度炭化タングステン基超硬合金製切削工具およびその製造方法 - Google Patents
高強度炭化タングステン基超硬合金製切削工具およびその製造方法Info
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- JP3118857B2 JP3118857B2 JP03083343A JP8334391A JP3118857B2 JP 3118857 B2 JP3118857 B2 JP 3118857B2 JP 03083343 A JP03083343 A JP 03083343A JP 8334391 A JP8334391 A JP 8334391A JP 3118857 B2 JP3118857 B2 JP 3118857B2
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- cemented carbide
- cutting tool
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- based cemented
- carbide
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Description
【産業上の利用分野】この発明は、耐欠損性および耐摩
耗性に優れた高強度炭化タングステン基超硬合金製切削
工具およびその製造方法に関するものであり、この高強
度炭化タングステン基超硬合金製切削工具は、連続切削
および断続切削に優れた効果を奏するものである。
耗性に優れた高強度炭化タングステン基超硬合金製切削
工具およびその製造方法に関するものであり、この高強
度炭化タングステン基超硬合金製切削工具は、連続切削
および断続切削に優れた効果を奏するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、Ｃｏを結合相形成成分として４
〜２０重量％を含有し、さらに、必要に応じて、Ｗを除
く周期律表の４ａ、５ａ，６ａ族金属の炭化物を０．２
〜２０重量％を含有し、残りが炭化タングステン（以
下、ＷＣという）および不可避不純物からなるこＷＣ基
超硬合金製切削工具は知られており、これらＷＣ基超硬
合金製切削工具には、酸素が０．２重量％を越えて含有
されている。かかる酸素が残存していると、組織中に空
孔ができやすく、その結果、抗折力が低くなり、このＷ
Ｃ基超硬合金製切削工具で作製した切削工具を断続切削
に用いると、欠損しやすいという問題点があった。上記
問題点を解決するために、ＷＣ基超硬合金中の酸素量を
０．２重量％以下に減らしたＷＣ基超硬合金製切削工具
も提供されている（特開昭５４−５０４０８号公報参
照）。
〜２０重量％を含有し、さらに、必要に応じて、Ｗを除
く周期律表の４ａ、５ａ，６ａ族金属の炭化物を０．２
〜２０重量％を含有し、残りが炭化タングステン（以
下、ＷＣという）および不可避不純物からなるこＷＣ基
超硬合金製切削工具は知られており、これらＷＣ基超硬
合金製切削工具には、酸素が０．２重量％を越えて含有
されている。かかる酸素が残存していると、組織中に空
孔ができやすく、その結果、抗折力が低くなり、このＷ
Ｃ基超硬合金製切削工具で作製した切削工具を断続切削
に用いると、欠損しやすいという問題点があった。上記
問題点を解決するために、ＷＣ基超硬合金中の酸素量を
０．２重量％以下に減らしたＷＣ基超硬合金製切削工具
も提供されている（特開昭５４−５０４０８号公報参
照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記特開昭５
４−５０４０８号公報記載のＷＣ基超硬合金製切削工具
であっても、条件の厳しい断続切削に対しては、耐欠損
性が十分でなく、長期に亘る使用寿命が得られないこと
が分かったのである。
４−５０４０８号公報記載のＷＣ基超硬合金製切削工具
であっても、条件の厳しい断続切削に対しては、耐欠損
性が十分でなく、長期に亘る使用寿命が得られないこと
が分かったのである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者は、従
来よりも一層抗折力が高いＷＣ基超硬合金製切削工具を
得るべく研究を行った結果、ＷＣ基超硬合金中の酸素量
を０．００１〜０．２００重量％に低減し、なおかつ窒
素量を０．００５〜０．２００重量％に低減させたＷＣ
基超硬合金は抗折力が高く、このＷＣ基超硬合金で作製
した切削工具を、断続切削に用いた場合に従来よりも一
層優れた耐欠損性を示すだけでなく、連続切削に用いて
も従来より一層優れた耐摩耗性を示すという知見を得た
のである。
来よりも一層抗折力が高いＷＣ基超硬合金製切削工具を
得るべく研究を行った結果、ＷＣ基超硬合金中の酸素量
を０．００１〜０．２００重量％に低減し、なおかつ窒
素量を０．００５〜０．２００重量％に低減させたＷＣ
基超硬合金は抗折力が高く、このＷＣ基超硬合金で作製
した切削工具を、断続切削に用いた場合に従来よりも一
層優れた耐欠損性を示すだけでなく、連続切削に用いて
も従来より一層優れた耐摩耗性を示すという知見を得た
のである。
【０００５】この発明は、かかる知見に基づいて成され
たものであって、Ｃｏ：４〜２０重量％を含有し、さら
に必要に応じて、Ｗを除く周期律表の４ａ、５ａ，６ａ
族金属の炭化物：０．５〜２０重量％を含有し、残り：
ＷＣおよび不可避不純物からなる組成のＷＣ基超硬合金
製切削工具において、 酸素：０．００１〜０．２００重量％、 窒素：０．００５〜０．２００重量％、 を含有する高強度炭化タングステン基超硬合金製切削工
具に特徴を有するものである。
たものであって、Ｃｏ：４〜２０重量％を含有し、さら
に必要に応じて、Ｗを除く周期律表の４ａ、５ａ，６ａ
族金属の炭化物：０．５〜２０重量％を含有し、残り：
ＷＣおよび不可避不純物からなる組成のＷＣ基超硬合金
製切削工具において、 酸素：０．００１〜０．２００重量％、 窒素：０．００５〜０．２００重量％、 を含有する高強度炭化タングステン基超硬合金製切削工
具に特徴を有するものである。
【０００６】次に、この発明の高強度炭化タングステン
基超硬合金製切削工具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。 （１） Ｃｏ Ｃｏは、結合相形成成分として添加されるものである
が、その含有量が４重量％未満では結合相量が不足して
所望の強度が得られず、一方、２０重量％を越えて含有
すると耐摩耗性が不足して実用に供することができな
い。したがって、Ｃｏは４〜２０重量％に限定した。
基超硬合金製切削工具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。 （１） Ｃｏ Ｃｏは、結合相形成成分として添加されるものである
が、その含有量が４重量％未満では結合相量が不足して
所望の強度が得られず、一方、２０重量％を越えて含有
すると耐摩耗性が不足して実用に供することができな
い。したがって、Ｃｏは４〜２０重量％に限定した。
【０００７】（２） Ｗを除く周期律表の４ａ、５ａ，
６ａ族金属の炭化物 これらの炭化物は、耐摩耗性を一段と向上させる作用が
あるので、必要に応じて含有されるが、その含有量が
０．２重量％未満では所望の耐摩耗性効果が得られず、
一方、２０重量％を越えて含有されると、酸素量あるい
は窒素量をそれぞれ０．２００重量％以下にできず、強
度および耐摩耗性が低下する。したがって、Ｗを除く周
期律表の４ａ、５ａ，６ａ族金属の炭化物の含有量は、
０．２〜２０重量％に定めた。
６ａ族金属の炭化物 これらの炭化物は、耐摩耗性を一段と向上させる作用が
あるので、必要に応じて含有されるが、その含有量が
０．２重量％未満では所望の耐摩耗性効果が得られず、
一方、２０重量％を越えて含有されると、酸素量あるい
は窒素量をそれぞれ０．２００重量％以下にできず、強
度および耐摩耗性が低下する。したがって、Ｗを除く周
期律表の４ａ、５ａ，６ａ族金属の炭化物の含有量は、
０．２〜２０重量％に定めた。
【０００８】（３）酸素、窒素 酸素および窒素量をそれぞれ０．００１重量％未満およ
び０．００５重量％未満にすることは工業上困難であ
り、一方、酸素含有量が０．２００重量％を越えて含有
されると、合金の強度低下が著しく、さらに窒素含有量
が０．２００重量％を越えて含有されると、合金の耐摩
耗性が低下する。したがって、酸素含有量は０．００１
〜０．２００重量％、窒素含有量は０．００５〜０．２
００重量％に定めた。
び０．００５重量％未満にすることは工業上困難であ
り、一方、酸素含有量が０．２００重量％を越えて含有
されると、合金の強度低下が著しく、さらに窒素含有量
が０．２００重量％を越えて含有されると、合金の耐摩
耗性が低下する。したがって、酸素含有量は０．００１
〜０．２００重量％、窒素含有量は０．００５〜０．２
００重量％に定めた。
【０００９】この発明の如く、ＷＣ基超硬合金製切削工
具に酸素：０．００１〜０．２００重量％、窒素：０．
００５〜０．２００重量％を含有させるには、通常の真
空焼結法では難しい。したがって、この発明のＷＣ基超
硬合金製切削工具の焼結工程においては、焼結雰囲気を
分圧：１０Ｔｏｒｒ以上の水素フローと１×１０-1Ｔｏ
ｒｒ以下の真空を交互に繰り返すことにより、合金中の
酸素と窒素を除去し、酸素量および窒素量をそれぞれ
０．２００重量％以下にすることができたのである。
具に酸素：０．００１〜０．２００重量％、窒素：０．
００５〜０．２００重量％を含有させるには、通常の真
空焼結法では難しい。したがって、この発明のＷＣ基超
硬合金製切削工具の焼結工程においては、焼結雰囲気を
分圧：１０Ｔｏｒｒ以上の水素フローと１×１０-1Ｔｏ
ｒｒ以下の真空を交互に繰り返すことにより、合金中の
酸素と窒素を除去し、酸素量および窒素量をそれぞれ
０．２００重量％以下にすることができたのである。
【００１０】
【実施例】つぎに、この発明のＷＣ基超硬合金製切削工
具を実施例に基づいて具体的に説明する。原料粉末とし
て平均粒径：１．５μｍのＷＣ粉末、平均粒径：１．５
μｍのＴｉＣ粉末、平均粒径：１．８μｍのＴａＣ粉
末、平均粒径：１．４μｍのＺｒＣ粉末、平均粒径：
２．１μｍのＨｆＣ粉末、平均粒径：２．１μｍのＶＣ
粉末、平均粒径：１．７μｍのＮｂＣ粉末、平均粒径：
１．５μｍのＣｒ3 Ｃ2 粉末、平均粒径：１．７μｍの
Ｍｏ2 Ｃ粉末および平均粒径：１．２μｍのＣｏ粉末を
それぞれ用意し、これら原料粉末を表１に示される割合
いとなるように配合し、この配合粉末をボールミルで７
２時間湿式混合し、乾燥したのち、１．５ｔｏｎ／ｃｍ
2 の圧力でプレス成形し、圧粉体Ａ〜Ｊを作製した。
具を実施例に基づいて具体的に説明する。原料粉末とし
て平均粒径：１．５μｍのＷＣ粉末、平均粒径：１．５
μｍのＴｉＣ粉末、平均粒径：１．８μｍのＴａＣ粉
末、平均粒径：１．４μｍのＺｒＣ粉末、平均粒径：
２．１μｍのＨｆＣ粉末、平均粒径：２．１μｍのＶＣ
粉末、平均粒径：１．７μｍのＮｂＣ粉末、平均粒径：
１．５μｍのＣｒ3 Ｃ2 粉末、平均粒径：１．７μｍの
Ｍｏ2 Ｃ粉末および平均粒径：１．２μｍのＣｏ粉末を
それぞれ用意し、これら原料粉末を表１に示される割合
いとなるように配合し、この配合粉末をボールミルで７
２時間湿式混合し、乾燥したのち、１．５ｔｏｎ／ｃｍ
2 の圧力でプレス成形し、圧粉体Ａ〜Ｊを作製した。
【００１１】
【表１】
【００１２】この圧粉体Ａ〜Ｇを加熱し、温度：１００
０〜１３００℃の昇温過程において分圧：５０ｔｏｒｒ
の水素フローと１×１０-2Ｔｏｒｒの真空を交互に１０
サイクル繰り返し、その後、表２に示される温度でかつ
５×１０-2Ｔｏｒｒの真空雰囲気中で１．５時間焼結
し、上記配合組成とほぼ同一の成分組成をもちＳＯ規格
のＳＮＰ４３２のチップ形状を有する超硬合金製切削工
具１〜７を製造した。
０〜１３００℃の昇温過程において分圧：５０ｔｏｒｒ
の水素フローと１×１０-2Ｔｏｒｒの真空を交互に１０
サイクル繰り返し、その後、表２に示される温度でかつ
５×１０-2Ｔｏｒｒの真空雰囲気中で１．５時間焼結
し、上記配合組成とほぼ同一の成分組成をもちＳＯ規格
のＳＮＰ４３２のチップ形状を有する超硬合金製切削工
具１〜７を製造した。
【００１３】さらに、上記圧粉体Ｈ〜Ｊを加熱し、１×
１０-2Ｔｏｒｒの真空雰囲気中で昇温し、表２に示され
る温度でかつ５×１０-2Ｔｏｒｒの真空雰囲気中で１．
５時間焼結し、従来ＷＣ基超硬合金製切削工具１〜３を
製造した。
１０-2Ｔｏｒｒの真空雰囲気中で昇温し、表２に示され
る温度でかつ５×１０-2Ｔｏｒｒの真空雰囲気中で１．
５時間焼結し、従来ＷＣ基超硬合金製切削工具１〜３を
製造した。
【００１４】この様にして得られた本発明ＷＣ基超硬合
金製切削工具１〜７および従来ＷＣ基超硬合金製切削工
具１〜３の酸素および窒素量を測定し、さらに硬さ（Ｈ
ＲＡ）も測定したのち、それぞれのＷＣ基超硬合金製切
削工具１〜７について下記のそれぞれの条件で連続切削
試験および断続切削試験を行い、連続切削試験について
は切削工具の逃げ面摩耗幅およびすくい面摩耗幅を測定
し、また断続切削試験については、それぞれ１０個の切
削工具のチップ切刃のうちの欠損発生数を測定し、その
結果を表３に示した。
金製切削工具１〜７および従来ＷＣ基超硬合金製切削工
具１〜３の酸素および窒素量を測定し、さらに硬さ（Ｈ
ＲＡ）も測定したのち、それぞれのＷＣ基超硬合金製切
削工具１〜７について下記のそれぞれの条件で連続切削
試験および断続切削試験を行い、連続切削試験について
は切削工具の逃げ面摩耗幅およびすくい面摩耗幅を測定
し、また断続切削試験については、それぞれ１０個の切
削工具のチップ切刃のうちの欠損発生数を測定し、その
結果を表３に示した。
【００１５】連続切削試験条件 被削材：ＳＮＣＭ４３９（ＨB ２１０）の丸棒 切削速度：１２０ｍ／ｍｉｎ、 切込み：２ｍｍ、 送り：０．３６ｍｍ／ｒｅｖ、 切削時間：１０分、 断続切削試験条件 被削材：ＳＮＣＭ４３９（ＨB ２３０）の角材、 切削速度：１００ｍ／ｍｉｎ、 切込み：３ｍｍ、 送り：０．３３ｍｍ／ｒｅｖ、 切削時間：３分、
【００１６】
【表２】
【００１７】
【表３】
【００１８】
【発明の効果】表２および表３に示される結果から、酸
素および窒素の含有量が同時にそれぞれ０．２００重量
％以下である本発明ＷＣ基超硬合金製切削工具１〜７
は、いずれも酸素および窒素の含有量が０．２００重量
％を越えている従来ＷＣ基超硬合金製切削工具１および
３、並びに窒素含有量のみが０．２００重量％を越えて
いる従来ＷＣ基超硬合金製切削工具２よりも切削用工具
として用いた場合に、耐欠損性および耐摩耗性が優れて
いることが分かる。したがって、この発明は、使用寿命
の一層長い切削工具を提供することができ、産業上優れ
た効果を奏するものである。
素および窒素の含有量が同時にそれぞれ０．２００重量
％以下である本発明ＷＣ基超硬合金製切削工具１〜７
は、いずれも酸素および窒素の含有量が０．２００重量
％を越えている従来ＷＣ基超硬合金製切削工具１および
３、並びに窒素含有量のみが０．２００重量％を越えて
いる従来ＷＣ基超硬合金製切削工具２よりも切削用工具
として用いた場合に、耐欠損性および耐摩耗性が優れて
いることが分かる。したがって、この発明は、使用寿命
の一層長い切削工具を提供することができ、産業上優れ
た効果を奏するものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23B 27/14 C22C 1/05,29/08
Claims (3)
- 【請求項１】 結合相形成成分としてＣｏを４〜２０重
量％含有し、残りが炭化タングステン（以下、ＷＣと記
す）および不可避不純物からなる組成のＷＣ基超硬合金
製切削工具において、 酸素：０．００１〜０．２００重量％、 窒素：０．００５〜０．２００重量％、 をともに含有することを特徴とする高強度炭化タングス
テン基超硬合金製切削工具。 - 【請求項２】 上記ＷＣ基超硬合金製切削工具は、Ｃ
ｏ：４〜２０重量％を含有し、さらに、Ｗを除く周期律
表の４ａ、５ａ，６ａ族金属の炭化物を０．２〜２０重
量％を含有し、残り：ＷＣおよび不可避不純物からなる
ことを特徴とする請求項１記載の高強度炭化タングステ
ン基超硬合金製切削工具。 - 【請求項３】 請求項１または２のＷＣ基超硬合金製切
削工具を製造する際の焼結工程において、焼結雰囲気を
分圧：１０Ｔｏｒｒ以上の水素フローと１×１０-1Ｔｏ
ｒｒ以下の真空を交互に繰り返すことを特徴とする高強
度炭化タングステン基超硬合金製切削工具の製造方法。 【０００１】
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03083343A JP3118857B2 (ja) | 1991-03-22 | 1991-03-22 | 高強度炭化タングステン基超硬合金製切削工具およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03083343A JP3118857B2 (ja) | 1991-03-22 | 1991-03-22 | 高強度炭化タングステン基超硬合金製切削工具およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04293749A JPH04293749A (ja) | 1992-10-19 |
| JP3118857B2 true JP3118857B2 (ja) | 2000-12-18 |
Family
ID=13799796
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03083343A Expired - Lifetime JP3118857B2 (ja) | 1991-03-22 | 1991-03-22 | 高強度炭化タングステン基超硬合金製切削工具およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3118857B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4936761B2 (ja) | 2006-03-28 | 2012-05-23 | 京セラ株式会社 | 切削工具 |
| JP6395053B2 (ja) * | 2015-03-24 | 2018-09-26 | 三菱マテリアル株式会社 | 耐欠損性と耐塑性変形性にすぐれた表面被覆ｗｃ基超硬合金製切削工具 |
| JP2018030205A (ja) | 2016-08-25 | 2018-03-01 | 住友電工ハードメタル株式会社 | 切削工具およびその製造方法 |
-
1991
- 1991-03-22 JP JP03083343A patent/JP3118857B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04293749A (ja) | 1992-10-19 |
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|---|---|---|---|
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