JP4582749B2

JP4582749B2 - 超硬合金焼結体の製造方法

Info

Publication number: JP4582749B2
Application number: JP2001229366A
Authority: JP
Inventors: 隆志吉本; 恭原; 敏秋和田; 卓松永
Original assignee: Nachi Fujikoshi Corp
Current assignee: Nachi Fujikoshi Corp
Priority date: 2001-07-30
Filing date: 2001-07-30
Publication date: 2010-11-17
Anticipated expiration: 2021-07-30
Also published as: JP2003041304A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、炭化タングステンを主体とする例えば、長さ２００ｍｍ以上、直径１ｍｍ以下の極細の超硬合金焼結体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、炭化タングステンを主体とするこの種の超硬合金焼結体の製造方法としては、押出成形体を例えばＶ溝を掘り込んだトレー等の上に置き、１３００℃から１５００℃に加熱することにより得られている。しかし、一般に、超硬合金丸棒を焼結する際、その直径が小さくなるほど直径寸法に対する曲がりが問題になりやすい。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、このような細長い形状の焼結体を焼結する解決手段として、図２に示すような、特開平１１−３４９３８２号公報においては、焼結体１１を外径がくさび状の保持具１２ａ，１２ｂで保持し、くさびに応じて斜面１３ａ，１３ｂが形成された黒鉛ブロック１４内に挿入して焼結している。しかし、上記の直径１ｍｍ以下のような極細線の場合、焼結体重量が軽いので、自重に対して曲がり力が相対的に大きくなる。従って、焼結収縮時においてくさび状の治具が均等に降下せずにアンバランスになりやすく、曲がり防止効果が十分に得られないという問題があった。また、装置も複雑であり量産に適していない。また、同公報において従来方式として開示されている図３に示す吊り下げ方式では、焼結体１１の端部１１ａを保持する保持具２１を黒鉛ブロック２４の上端段部２４ａに係止して焼結体１１をつり下げた状態で加熱して焼結を行う。係る吊り下げ方式では、超硬合金のような焼結雰囲気の影響を強く受ける材料の場合、黒鉛ブロック２４の下部２４ｂに焼結中の脱ガス成分が下にたまり、焼結体１１の上部１１ａと下部１１ｂのＣＯガス濃度の違いが生じて、却って曲がりが大きくなるという問題があった。
【０００４】
本発明の課題は、かかる細長い超硬合金焼結体の焼結時の曲がりを防止し真直度の十分な超硬合金製焼結体の製造方法と提供することである。特に、長さが２００ｍｍ以上、直径が１ｍｍ以下であって、焼結体線材１００ｍｍ当り曲がり量が０．１ｍｍ以下の極細超硬合金焼結体を得ることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、極細焼結体の変形について検討していたところ、変形の要因は黒鉛ブロック内の加熱の不均一と雰囲気のムラが曲がりの大きな原因であることを見出した。そこで、本発明においては、重量％で炭化タングステン粉末５０％以上を含む超硬合金粉末を押出成形してなる長さ２００ｍｍ以上であって焼結後に直径１ｍｍ以下となるような押出成形体を、黒鉛ブロックに明けられかつ押出成形体の直径の３倍から５倍の内径の貫通穴の中心部に吊るした状態で焼結する超硬合金焼結体の製造方法を提供することにより前述した課題を解決した。
【０００６】
即ち、上下が貫通した黒鉛ブロックの貫通穴の中心部に吊された押出成形体の表面は、貫通穴の内表面から等距離にされるので輻射加熱が一定となる。さらに貫通穴内径が成形体の直径に対して３倍から５倍に制限することによって、焼結体からの脱ガス成分が下部へ十分排出されるとともに、貫通穴内の乱流を生じにくくさせて、成形体表面部における雰囲気中のＣＯガス分圧のムラを極力防止できる。貫通穴内径が成形体直径の３倍未満であると、焼結時に生じたＣＯガスの排出が十分にはおこなわれない。また、５倍を越えると貫通穴より外部の雰囲気の影響を受けやすくなり、いずれも雰囲気ムラの原因となり、曲がりの防止効果が十分には得られないので貫通穴内径を押出成形対の直径の３倍〜５倍とするのが好ましい。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態を示す押出成形体と黒鉛ブロックの説明図である。図１に示すように、黒鉛ブロック（焼結用治具）２には、上下に貫通する貫通穴３が複数個明けられ、図示しない固定装置により例えば真空焼結炉内に下部２ｂを焼結装置の床部から離して配置される。一方、焼結される押出成形体１は黒鉛ブロック２の上部に配設された横棒４にその中央１ａを架けられ、両側１ｂ，１ｃが貫通穴３内に穴中心部とほぼ一致するように吊り下げられる。この状態で焼結される。なお、本実施例では、横棒４に架けたが、従来と同様な吊り下げ方法でもよく、本発明においては、焼結すべき押出成形体を上下開口した貫通穴内に中心軸が合うように吊り下げ挿入することが重要である。
【０００８】
【実施例】
つぎに、上記装置により真空焼結を行った超硬合金製丸棒焼結体の曲がり測定結果を実施例により具体的に説明する。原料粉末として、ＷＣ粉末、Ｃｏ粉末、ＴａＣ粉末、および添加Ｃ粉末を用意し、これらを所定の配合組成に配合し、湿式ボールミルで９６時間混合し、減圧乾燥し、さらにワックスと溶剤を加えて混練した後、押出プレス成形機で直径０．３ｍｍ、０．５ｍｍの円形断面を有する長尺状成形体とし、これらを所定の長さにて切断し、押出成形体とした。本発明においては、焼結用治具を上下に開口した貫通穴を有する黒鉛ブロックとし、貫通穴の内径は、押出成形体直径０．３ｍｍの場合は１．２ｍｍ、０．５ｍｍの場合は２．０ｍｍとし、貫通穴の内部の中央に位置するように吊り下げた状態で真空焼結炉に装入し、４００℃から６００℃にて脱ワックス後、１３５０〜１５００℃の範囲内の所定の温度に１．５時間保持後、炉冷して超硬合金焼結体とした。一方、比較として、同様の押出成形体を図３に示す底部を有する黒鉛ブロック穴内に吊り下げ同条件で焼結した。得られた焼結体の長さ１００ｍｍ当りの曲がり量を測定した。その結果を表１に示す。
【０００９】
【表１】

【００１０】
表１に示すように、従来の吊り下げ方式では底部の影響を受け、本発明の曲がり量が０．０５、０．０８ｍｍと０．１ｍｍ以下であるのに対し、比較例では０．２８ｍｍ、０．２５ｍｍと約３倍の曲がりが生じており、本発明が優れた曲がり防止効果を持つことは明らかである。
【００１１】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明においては、上下貫通した黒鉛ブロックの貫通穴内中心部に押出成形体を吊り下げるだけで曲がりの少ない焼結ができるので、装置も簡単で、量産に適したものとなった。また、貫通穴径を押出成形体３倍から５倍の範囲で設定すればよいので比較的広範な径の焼結に使用できる。このように本発明により焼結時の曲がりを防止し真直度の十分な超硬合金製焼結体の線材の製造方法を提供するものとなった。特に、長さが２００ｍｍ以上、直径が１ｍｍ以下であって、焼結体線材１００ｍｍ当り曲がり量が０．１ｍｍ以下の極細超硬合金焼結体を容易に得ることができるものとなった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す押出成形体と黒鉛ブロックの説明図である。
【図２】従来の成形体の拘束方式の説明図である。
【図３】従来の成形体の吊り下げ方法の説明図である。
【符号の説明】
１押出成形体
２黒鉛ブロック
３貫通穴

Claims

重量％で炭化タングステン粉末５０％以上を含む超硬合金粉末を押出成形してなる長さ２００ｍｍ以上であって焼結後に直径１ｍｍ以下となるような押出成形体を、黒鉛ブロックに明けられかつ前記押出成形体の直径の３倍から５倍の内径の貫通穴の中心部に吊るした状態で焼結することを特徴とする超硬合金焼結体の製造方法。