JP3214385B2 - 耐チッピング性にすぐれた超硬合金製切削工具 - Google Patents
耐チッピング性にすぐれた超硬合金製切削工具Info
- Publication number
- JP3214385B2 JP3214385B2 JP03779697A JP3779697A JP3214385B2 JP 3214385 B2 JP3214385 B2 JP 3214385B2 JP 03779697 A JP03779697 A JP 03779697A JP 3779697 A JP3779697 A JP 3779697A JP 3214385 B2 JP3214385 B2 JP 3214385B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- component
- carbide
- mass
- weight
- cemented carbide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Description
ピング性を有し、したがって特に切刃形状がシャープ
で、断続切削形態をとるエンドミルなどとして適用し、
かつ高送りや高切込みなどの重切削条件で切削を行って
も、すぐれた切削性能を長期に亘って発揮する超硬合金
製切削工具(以下、超硬切削工具と云う)に関するもの
である。
公報や特開昭63−11646号公報などに記載される
ように、Coを全体に占める割合で8〜13重量(質
量)%含有し、前記Coの合金成分として、分散相構成
成分であるW成分とC成分、さらにV成分、あるいはV
成分とCr成分を含有してなるCo基合金で結合相を形
成し、残りの分散相が、1μm以下の平均粒径を有する
と共に、電子顕微鏡組織で測定して全体に占める割合で
72〜90面積%の炭化タングステン(以下、WCで示
す)と、さらに微細なVとWの複合炭化物[以下、
(V,W)Cで示す]あるいはVとCrとWの複合炭化
物[以下、(V,Cr,W)Cで示す]からなり、かつ
V成分およびCr成分の含有量が、同じく全体に占める
割合で、V:0.1〜2重量(質量)%およびCr:
0.1〜2重量(質量)%である超硬合金で構成された
超硬切削工具が知られ、この超硬切削工具は、高靭性と
高強度をもつことから、これらの特性が要求されるエン
ドミルなどとして実用に供されていることも知られてい
る。
に対する省力化および省エネ化の要求は強く、これに伴
い、切削工具には高送りや高切込みなどの重切削条件で
切削が求められる傾向にあるが、上記の従来超硬切削工
具の場合、これを例えば断続切削形態をとるエンドミル
として適用し、かつ重切削条件で切削を行うと切刃にチ
ッピング(微小欠け)が発生し、比較的短時間で使用寿
命に至るのが現状である。
上述のような観点から、上記の従来超硬切削工具に着目
し、これの耐チッピング性向上を図るべく研究を行った
結果、従来超硬切削工具の製造に際して、原料粉末とし
て使用されているWC粉末およびCo粉末に代って、基
本的に、いずれも所定割合の酸化タングステン(以下、
WO3 で示す)粉末と炭素粉末に、Co源としての硝酸
コバルト、あるいは前記硝酸コバルトとV源としてのメ
タバナジン酸アンモンおよび/またはCr源としての硝
酸クロムを溶解させた蒸留水を混合溶媒として加えて混
合し、乾燥した後、これに、例えば窒素雰囲気中、10
50℃に30分間保持の条件での還元処理と、同じく例
えば水素雰囲気中、1000℃に60分間保持の条件で
の炭化処理を施すことにより製造したWCとCo、WC
とCoとV、WCとCoとCr、あるいはWCとCoと
VとCrからなる複合粉末、さらに必要に応じてV炭化
物(以下、VCで示す)粉末および/またはCr炭化物
(以下、Cr3 C2 で示す)粉末を原料粉末として用い
ると、製造された超硬切削工具を構成する超硬合金の分
散相であるWCは、WC素地中に粒径:100nm以下
のCoを主成分とした合金、すなわちCo基合金からな
る超微粒粒子が分散分布した組織をもつようになり、こ
の結果の超硬切削工具においては、超硬合金の結合相形
成成分の含有量が同じ従来超硬切削工具に比して、超硬
合金の結合相は分散相間に存在する大部分の結合相も含
めて一段と微細均等化するようになり、ここで超硬合金
の結合相の分布が微細均等化すればするほど熱伝導率が
低下するようになるという認識のもとに、熱伝導率を測
定したところ、従来超硬切削工具を構成する超硬合金の
0.7〜1.0J/cm・sec・℃に対して0.2〜
0.6J/cm・sec・℃を示し、かつ断続切削形態
をとるエンドミルなどとして適用した場合にも一段とす
ぐれた耐チッピング性を示すようになるという研究結果
を得たのである。
されたものであって、Coを全体に占める割合で8〜1
3重量(質量)%含有し、前記Coの合金成分として、
分散相構成成分であるW成分とC成分、さらにV成分、
必要に応じてCr成分を含有してなるCo基合金で結合
相を形成し、残りの分散相が、素地中に粒径:100n
m以下のCo基合金超微粒粒子が分散分布した組織を有
し、かつ1μm以下の平均粒径を有すると共に、電子顕
微鏡組織で測定して全体に占める割合で72〜90面積
%のWCと、さらに微細な(V,W)Cまたは(V,C
r,W)Cからなり、かつV成分およびCr成分の含有
量が、同じく全体に占める割合で、V:0.1〜2重量
(質量)%およびCr:0.1〜2重量(質量)%であ
る超硬合金で構成してなる、耐チッピング性にすぐれた
超硬切削工具に特徴を有するものである。
超硬合金において、Co含有量を8〜13重量(質量)
%としたのは、その含有量が8重量(質量)%未満では
十分な靭性を確保することができず、一方その含有量が
13重量(質量)%を越えると耐摩耗性が急激に低下す
るようになるという理由からであり、またV含有量を
0.1〜2重量(質量)%としたのは、その含有量が
0.1重量(質量)%未満では分散相、とくにWCの粒
成長抑制効果が不十分になってWCの平均粒径を1μm
以下にすることができず、一方その含有量が2重量(質
量)%を越えるとVを含む複合炭化物の含有割合が高く
なりすぎて、靭性低下が著しくなるという理由にもとづ
くものであり、また必要に応じて含有されるCrには結
合相の耐熱性を向上させる作用があるが、その含有量が
0.1重量(質量)%未満では所望の耐熱性向上効果が
得られず、一方その含有量が2重量(質量)%を越える
と、結合相中への含有割合が高くなりすぎて、靭性が低
下するようになることから、その含有量を0.1〜2重
量(質量)%としたのであり、さらに分散相を構成する
WCの平均粒径が1μmを越えると高靭性を確保するこ
とができなくなるものであり、したがってWCの平均粒
径を1μm以下に制御するためには、原料粉末として用
いる上記複合粉末の平均粒径を1μm以下とした上でV
を0.1重量(質量)%以上含有させる必要がある。ま
た、同じくWC中に分散分布する超微粒粒子の粒径およ
び分布密度は、上記の複合粉末の製造に際して、これに
用いられる酸化タングステン粉末および炭素粉末の平均
粒径、並びに還元処理および炭化処理条件を調整するこ
とにより制御されるが、いずれの場合でも粒径が100
nmを越えた超微粒粒子が存在するようになると、硬さ
が低下し、耐摩耗性低下が避けられなくなることから、
超微粒粒子の粒径を100nm以下とした。さらに、W
Cのの割合を電子顕微鏡組織で測定して全体に占める割
合で72〜90面積%としたのは、その割合が72%未
満では所望の耐摩耗性を確保することができず、一方そ
の割合が90%を越えると、超硬合金の強度が低下する
ようになるという理由からである。
を実施例により具体的に説明する。まず、平均粒径:
0.6μmのWO3 粉末と同0.4μmの炭素粉末、さ
らに混合溶媒として所定量の硝酸コバルト[Co(NO
3 )2 ・6H2 O]を溶解した蒸留水、および同じく所
定量の硝酸コバルトとメタバナジン酸アンモン(NH4
VO3 )および/または硝酸クロム[Cr(NO3 )
3 ]を溶解した蒸留水を用意し、これらWO3 粉末と炭
素粉末、さらに混合溶媒を所定の配合割合でボールミル
中に装入し、72時間湿式混合し、乾燥した後、窒素雰
囲気中、1050℃に30分間保持の条件での還元処理
と、引続いての水素雰囲気中、1000℃に60分間保
持の条件での炭化処理を施すことにより表1、2に示さ
れる組成および平均粒径を有するWCとCo、WCとC
oとV、WCとCoとCr、あるいはWCとCoとVと
Crからなる複合粉末A〜Tをそれぞれ製造した。
には、必要に応じて1.6μmの平均粒径を有するVC
粉末および/または同2.3μmのCr3 C2 粉末を表
3、4に示される割合で配合し、ボールミルで72時間
湿式混合粉砕し、乾燥した後、1ton/cm2 の圧力
で直径:13mm×長さ:75mmの圧粉体にプレス成
形し、この圧粉体を真空中、1380〜1480℃の範
囲内の所定の温度に1時間保持の条件で焼結し、この結
果の焼結体(超硬合金)を最終的に研削加工にて外周刃
直径:10mm×長さ:70mmの寸法をもったエンド
ミル形状に仕上げることにより本発明超硬切削工具1〜
20をそれぞれ製造した。また、比較の目的で、原料粉
末として、平均粒径:0.8μmのWC粉末、同1.6
μmのVC粉末、同2.3μmのCr3 C2 粉末、およ
び同1.2μmのCo粉末を用い、これら原料粉末を表
3、4に示される配合組成に配合する以外は、同一の条
件で従来超硬切削工具1〜20をそれぞれ製造した。
いて、ロックウエル硬さ(Aスケール)とレーザーフラ
ッシュ法による室温・真空中での熱伝導率を測定すると
共に、Co、V、およびCr含有量を測定し、また、そ
の任意断面を走査型電子顕微鏡(SEM)にて観察し
て、前記WCの割合および平均粒径を測定し、さらに透
過型電子顕微鏡(TEM)を用いて分散相がWCと微細
な(V,W)Cまたは(V,Cr,W)Cからなること
を確認し、かつ35万倍の倍率にてWC中の超微粒粒子
の有無を観察し、超微粒粒子が存在する場合は最大粒径
を測定すると共に、これを構成する主体成分をエネルギ
ー分散型X線分光装置(EDS)を用いて判定した。ま
た、上記の各種超硬切削工具(エンドミル)について、 被削材:S45C(硬さ:HB 240)、 切削速度:60m/min、 送り:0.04mm/刃、 軸方向の切込み:15mm、 径方向の切込み:2mm、 切削長:15m、 の条件で鋼の湿式高切込み切削試験を行い、外周刃の摩
耗幅を測定した。これらの測定結果を表5〜8に示し
た。
硬切削工具1〜20は、いずれも従来超硬切削工具1〜
20と硬さ、Co、V、およびCr含有量、WCの割合
および平均粒径がほぼ同一であるにもかかわらず、WC
中に分散分布する粒径:100nm以下のCo基合金か
らなる超微粒粒子、並びに相対的に低い熱伝導率を示す
ことによって評価できる結合相の微細均等化分布によっ
て、これが断続切削形態をとるエンドミルであるにもか
かわらず、高切込み切削条件ですぐれた耐チッピング性
を示すのに対して、前記従来超硬切削工具1〜20は耐
チッピング性不足が原因で比較的短時間で使用寿命に至
ることが明らかである。上述のように、この発明の超硬
切削工具は、すぐれた耐チッピング性を有し、連続切削
は勿論のこと、断続切削を高送りや高切込みなどの重切
削で行っても、切刃にチッピングの発生なく、すぐれた
切削性能を長期に亘って発揮するものであり、切削加工
の省力化及び省エネ化に十分満足に対応することができ
るものである。
Claims (2)
- 【請求項1】 Coを全体に占める割合で8〜13重量
(質量)%含有し、前記Coの合金成分として、分散相
構成成分であるW成分とC成分、さらにV成分を含有し
てなるCo基合金で結合相を形成し、残りの分散相が、
素地中に粒径:100nm以下のCo基合金超微粒粒子
が分散分布した組織を有し、かつ1μm以下の平均粒径
を有すると共に、電子顕微鏡組織で測定して全体に占め
る割合で72〜90面積%の炭化タングステンと、さら
にVとWの複合炭化物からなり、かつV成分の含有量が
同じく全体に占める割合で0.1〜2重量(質量)%で
ある炭化タングステン基超硬合金で構成したことを特徴
とする耐チッピング性にすぐれた超硬合金製切削工具。 - 【請求項2】 Coを全体に占める割合で8〜13重量
(質量)%含有し、前記Coの合金成分として、分散相
構成成分であるW成分とC成分、さらにV成分とCr成
分を含有してなるCo基合金で結合相を形成し、残りの
分散相が、素地中に粒径:100nm以下のCo基合金
超微粒粒子が分散分布した組織を有し、かつ1μm以下
の平均粒径を有すると共に、電子顕微鏡組織で測定して
全体に占める割合で72〜90面積%の炭化タングステ
ンと、さらにVとCrとWの複合炭化物からなり、かつ
V成分およびCr成分の含有量が、同じく全体に占める
割合で、V:0.1〜2重量(質量)%およびCr:
0.1〜2重量(質量)%である炭化タングステン基超
硬合金で構成したことを特徴とする耐チッピング性にす
ぐれた超硬合金製切削工具。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03779697A JP3214385B2 (ja) | 1997-02-21 | 1997-02-21 | 耐チッピング性にすぐれた超硬合金製切削工具 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03779697A JP3214385B2 (ja) | 1997-02-21 | 1997-02-21 | 耐チッピング性にすぐれた超硬合金製切削工具 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10237580A JPH10237580A (ja) | 1998-09-08 |
JP3214385B2 true JP3214385B2 (ja) | 2001-10-02 |
Family
ID=12507470
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP03779697A Expired - Lifetime JP3214385B2 (ja) | 1997-02-21 | 1997-02-21 | 耐チッピング性にすぐれた超硬合金製切削工具 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3214385B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014005529A (ja) * | 2012-05-29 | 2014-01-16 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 超硬合金およびこれを用いた表面被覆切削工具 |
-
1997
- 1997-02-21 JP JP03779697A patent/JP3214385B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH10237580A (ja) | 1998-09-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6254658B1 (en) | Cemented carbide cutting tool | |
JPH10219385A (ja) | 耐摩耗性のすぐれた複合サーメット製切削工具 | |
EP0689617A1 (de) | Cermet und verfahren zu seiner herstellung | |
JP3198680B2 (ja) | 耐摩耗性のすぐれたTi系炭窒化物基サーメット製切削工具 | |
JP2990655B2 (ja) | 複合炭化物粉末及びその製造方法 | |
JPS6112847A (ja) | 微細な炭化タングステン粒子を含有する超硬合金 | |
US3737289A (en) | Carbide alloy | |
CN1497053A (zh) | 硬质合金和用作原材料的基于w的复合碳化物粉末 | |
JP3214362B2 (ja) | 耐チッピング性にすぐれた炭化タングステン基超硬合金製切削工具 | |
JP3214385B2 (ja) | 耐チッピング性にすぐれた超硬合金製切削工具 | |
JP2011207689A (ja) | 複合焼結体 | |
JP4282298B2 (ja) | 超微粒超硬合金 | |
JP3318887B2 (ja) | 微粒超硬合金及びその製造方法 | |
JP3102167B2 (ja) | 炭化タングステン基超硬合金製造用微細複合炭化物粉末の製造法 | |
JP2502322B2 (ja) | 高靭性サ―メット | |
JP2503770B2 (ja) | 切削工具用炭化タングステン基超硬合金 | |
JPH11229068A (ja) | 耐摩耗性にすぐれた炭窒化チタン系サーメット製切削工具 | |
JP4540791B2 (ja) | 切削工具用サーメット | |
JPS61194148A (ja) | 超微粒子超硬合金 | |
JPH1161316A (ja) | 耐欠損性にすぐれた超硬合金製切削工具 | |
WO2018198414A1 (ja) | 切削工具 | |
JPH06145876A (ja) | 超硬合金及びその製造方法 | |
JP4526645B2 (ja) | 高速切削で先端面切刃面および外周刃がすぐれた耐熱塑性変形性を発揮する超硬合金製エンドミル | |
JPH11269573A (ja) | 板状晶wc含有超硬合金の製法 | |
JP3968945B2 (ja) | 先端面切刃面および外周刃がすぐれた耐チッピング性および耐摩耗性を発揮する焼結エンドミル |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20010626 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080727 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080727 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090727 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090727 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100727 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100727 Year of fee payment: 9 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100727 Year of fee payment: 9 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110727 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110727 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120727 Year of fee payment: 11 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120727 Year of fee payment: 11 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130727 Year of fee payment: 12 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |