JPH0228428B2 - - Google Patents
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- JPH0228428B2 JPH0228428B2 JP56165440A JP16544081A JPH0228428B2 JP H0228428 B2 JPH0228428 B2 JP H0228428B2 JP 56165440 A JP56165440 A JP 56165440A JP 16544081 A JP16544081 A JP 16544081A JP H0228428 B2 JPH0228428 B2 JP H0228428B2
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- carbide
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
- B23K1/005—Soldering by means of radiant energy
- B23K1/0056—Soldering by means of radiant energy soldering by means of beams, e.g. lasers, E.B.
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K15/00—Electron-beam welding or cutting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
- B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Welding Or Cutting Using Electron Beams (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Description
本発明は複数の超硬部材を組合せ、接合したこ
とを特徴とする工具並にその製造法に関するもの
である。 複数の超硬工具を接合して、一体となつた工具
部材とすることは、形状の複雑な製品や、超硬合
金の製造可能範囲を越える大型製品が得られ、さ
らに性能の異なる２種以上の超硬合金を組み合せ
ることが出来る等の効果が期待出来る。超硬合金
の融点は高く液相を生成させるには1320℃以上の
高温が必要とされるので、炉中加圧下で拡散接合
を行なわせる等の方法しかなかつた。 したがつて最も安価な接合法としては銀ロウ、
あるいは銅ロウにて接合しかない。このロー付け
による接合はロウの濡れ性が悪い場合には接合不
良となる。さらに完全に接合されたとしても剪断
力で10〜20Kg／mm2程度の強度しか期待出来ない。 超硬合金を構造材料として或いは耐摩工具とし
て用いる場合は高い剪断力、疲労強度、衝撃力が
要求される。どのような形状、大きさでも、容易
にかつ完全に接合しうる超硬合金の接合法が望ま
れている。 本発明者らは超硬合金同志の完全接合法を鋭意
研究を行つた結果、接合層界面は超硬合金の硬度
の６割以上あれば、接合部の強度は十分に確保し
うることがわかつた。 逆に接合層の硬度が母材の硬度よりも高くなる
と靭性が落ちる。接合層の硬度を母材をなるべく
超硬の硬度に近づける溶接を行う方法が最も望ま
しい。 本発明では超硬合金同志の当接面にインサート
材としてFe系金属の薄板を重ね合せ、高温で超
硬とインサート材を瞬間的に溶解し、溶解層は
Fe族金属と超硬成分が相互に拡散した合金層を
生成されることにより、超硬合金の硬度よりも低
いが超硬合金の６割以上の硬度がある接合層を得
るものである。 本発明の実施においては、研摩された超硬合金
１，１′の当接面に第１図の如く板厚0.1〜２mmの
Fe族金属の板材２を挿入し、インサート材の上
に高エネルギービーム３を照射し、超硬合金とイ
ンサート材を溶解し、合金層を形成させることか
らなる。ここで用いられる高エネルギービームと
して電子ビームあるいはレーザービームが用いら
れる。Fe族系インサート材としてFe−Ni合金、
Co、Ni板、コバール等あるいはSS材、SCM材の
薄板でも良い。 第２図はFe−Ni合金と超硬合金を当接させ、
電子ビーム溶解した時の硬さ変化を調べた結果で
ある。超硬合金とFe−Ni合金が溶解し拡散した
合金層はHv硬度で800である。これは超硬合金の
Hv硬度が1100とすると７割以上の硬度を有する
ことがわかる。 すなわち、Fe−Ni中にＷ、Ｃの元素が拡散す
ると同時に電子ビームによる急激な溶解、冷却の
効果が加わり、硬度が著しく増加したものと思わ
れる。 Fe系金属としてCoやNiを用いるとWCとして
合金層中に析出するのでさらに高硬度が得られ
る。 本発明の構成は超硬合金同志の当接面にインサ
ート材を挿入して高エネルギービームで溶解接合
することにある。インサート材を用いない場合は
超硬合金が3000℃以上の温度で溶解し、Ｗ、Ｃの
元素になつて揮発するので接合は不可能である。
インサート材を用いることにより溶解接合温度が
下がりＷ、Ｃの揮発を防止することが出来る。 異種金属の接合でインサート材を用いることは
Cu−Alの溶接で知られている。これは異種金属
同志の接合で金属間化合物が生成することを防止
することにある。 本発明では同種材料の溶接で融点を下げるこ
と、ならびに硬度の高い合金層を生成させること
を目的にインサート材を用いる例はない。 本発明においてインサート材の板厚は0.1〜2.0
mmの範囲が望ましい。0.1mm以下であると超硬合
金の揮発を防止出来ない。板厚が２mm以上である
と十分な硬度が得られない。 本発明の実施態様について説明する。 超硬合金の溶接される面は研摩し、脱脂、脱磁
を行つた後、接合面に合つたFe系金属、特に超
硬合金と熱膨張係数の近い材料熱膨張係数が３〜
10-6cm／℃であるFe−Ni合金、あるいは超硬合
金と完全溶解するCo合金が望ましい。 第１図に示すようにFe系合金をサンドイツチ
にし、高エネルギービームが双方の超硬合金に当
るように照射する。 なお、電子ビームを用いる場合は、加速電圧60
〜150KV、ビーム電流10〜50ｍＡ、溶接速度0.5
ｍ／minで溶接する。 レーザービームを用いる場合も同様に超硬合金
とFe系挿入材料が同時に溶解する条件を選べば
良い。 実施例 １ 長さ３ｍ、巾30mm、厚み３mmの超硬刃から構成
される第３図に示す裁断刃７において、超硬刃を
第４図に示す如く、超硬刃を50cmの長さに成形、
焼結して得た合金８を用いて、分割接合した刃を
設計した。第４図において超硬同志の接合面９に
Fe−Niの薄板（0.5mm）を挿入し、電子ビームに
て溶接を行つた。さらに超硬８と鋼Ｂの接合面１
０を電子ビームにて溶接を行い長尺刃とした。同
時にあらかじめ３ｍの超硬刃を製作し、第３図に
示す超硬Ａと鋼Ｂの接合面をAgロウで接合した
が、超硬刃は反り返り、超硬部の一部にキレツが
見られた。 本発明で製作した第４図の長尺刃は変形もなく
キレツも見られなかつた。超硬同志を接合した接
合層はHv硬度で900を示した。 本方法によつて得た裁断刃を用いて紙の切断を
行つたが、接合層の摩耗もなく、均質な切れ味を
示した。 実施例 ２ 直径10mm、長さ70mmからなる第５図に示す打抜
き用パンチの先端10mmを切断し、杵部１１をWC
−20wt・％Co合金とし、先端部１２をWC−
8wt・％CO合金とした。 １１，１２の当接面１３に厚さ0.3mmのCo薄板
を挿入し、電子ビームにて溶接を行つた。 溶接法によつて得たパンチは先端部に耐摩耗性
の良い超硬合金、杵部は靭性の優れた超硬合金で
構成される複合工具とした。 比較のために、WC−8wt・％Co、WC−
20wt・％Co合金、WC−15wt・％Co合金の単体
でパンチを作成し、本発明の複合パンチと性能比
較を行つた。板厚0.5mmの珪素鋼板を打ち抜を行
つた結果を第１表に示す。
とを特徴とする工具並にその製造法に関するもの
である。 複数の超硬工具を接合して、一体となつた工具
部材とすることは、形状の複雑な製品や、超硬合
金の製造可能範囲を越える大型製品が得られ、さ
らに性能の異なる２種以上の超硬合金を組み合せ
ることが出来る等の効果が期待出来る。超硬合金
の融点は高く液相を生成させるには1320℃以上の
高温が必要とされるので、炉中加圧下で拡散接合
を行なわせる等の方法しかなかつた。 したがつて最も安価な接合法としては銀ロウ、
あるいは銅ロウにて接合しかない。このロー付け
による接合はロウの濡れ性が悪い場合には接合不
良となる。さらに完全に接合されたとしても剪断
力で10〜20Kg／mm2程度の強度しか期待出来ない。 超硬合金を構造材料として或いは耐摩工具とし
て用いる場合は高い剪断力、疲労強度、衝撃力が
要求される。どのような形状、大きさでも、容易
にかつ完全に接合しうる超硬合金の接合法が望ま
れている。 本発明者らは超硬合金同志の完全接合法を鋭意
研究を行つた結果、接合層界面は超硬合金の硬度
の６割以上あれば、接合部の強度は十分に確保し
うることがわかつた。 逆に接合層の硬度が母材の硬度よりも高くなる
と靭性が落ちる。接合層の硬度を母材をなるべく
超硬の硬度に近づける溶接を行う方法が最も望ま
しい。 本発明では超硬合金同志の当接面にインサート
材としてFe系金属の薄板を重ね合せ、高温で超
硬とインサート材を瞬間的に溶解し、溶解層は
Fe族金属と超硬成分が相互に拡散した合金層を
生成されることにより、超硬合金の硬度よりも低
いが超硬合金の６割以上の硬度がある接合層を得
るものである。 本発明の実施においては、研摩された超硬合金
１，１′の当接面に第１図の如く板厚0.1〜２mmの
Fe族金属の板材２を挿入し、インサート材の上
に高エネルギービーム３を照射し、超硬合金とイ
ンサート材を溶解し、合金層を形成させることか
らなる。ここで用いられる高エネルギービームと
して電子ビームあるいはレーザービームが用いら
れる。Fe族系インサート材としてFe−Ni合金、
Co、Ni板、コバール等あるいはSS材、SCM材の
薄板でも良い。 第２図はFe−Ni合金と超硬合金を当接させ、
電子ビーム溶解した時の硬さ変化を調べた結果で
ある。超硬合金とFe−Ni合金が溶解し拡散した
合金層はHv硬度で800である。これは超硬合金の
Hv硬度が1100とすると７割以上の硬度を有する
ことがわかる。 すなわち、Fe−Ni中にＷ、Ｃの元素が拡散す
ると同時に電子ビームによる急激な溶解、冷却の
効果が加わり、硬度が著しく増加したものと思わ
れる。 Fe系金属としてCoやNiを用いるとWCとして
合金層中に析出するのでさらに高硬度が得られ
る。 本発明の構成は超硬合金同志の当接面にインサ
ート材を挿入して高エネルギービームで溶解接合
することにある。インサート材を用いない場合は
超硬合金が3000℃以上の温度で溶解し、Ｗ、Ｃの
元素になつて揮発するので接合は不可能である。
インサート材を用いることにより溶解接合温度が
下がりＷ、Ｃの揮発を防止することが出来る。 異種金属の接合でインサート材を用いることは
Cu−Alの溶接で知られている。これは異種金属
同志の接合で金属間化合物が生成することを防止
することにある。 本発明では同種材料の溶接で融点を下げるこ
と、ならびに硬度の高い合金層を生成させること
を目的にインサート材を用いる例はない。 本発明においてインサート材の板厚は0.1〜2.0
mmの範囲が望ましい。0.1mm以下であると超硬合
金の揮発を防止出来ない。板厚が２mm以上である
と十分な硬度が得られない。 本発明の実施態様について説明する。 超硬合金の溶接される面は研摩し、脱脂、脱磁
を行つた後、接合面に合つたFe系金属、特に超
硬合金と熱膨張係数の近い材料熱膨張係数が３〜
10-6cm／℃であるFe−Ni合金、あるいは超硬合
金と完全溶解するCo合金が望ましい。 第１図に示すようにFe系合金をサンドイツチ
にし、高エネルギービームが双方の超硬合金に当
るように照射する。 なお、電子ビームを用いる場合は、加速電圧60
〜150KV、ビーム電流10〜50ｍＡ、溶接速度0.5
ｍ／minで溶接する。 レーザービームを用いる場合も同様に超硬合金
とFe系挿入材料が同時に溶解する条件を選べば
良い。 実施例 １ 長さ３ｍ、巾30mm、厚み３mmの超硬刃から構成
される第３図に示す裁断刃７において、超硬刃を
第４図に示す如く、超硬刃を50cmの長さに成形、
焼結して得た合金８を用いて、分割接合した刃を
設計した。第４図において超硬同志の接合面９に
Fe−Niの薄板（0.5mm）を挿入し、電子ビームに
て溶接を行つた。さらに超硬８と鋼Ｂの接合面１
０を電子ビームにて溶接を行い長尺刃とした。同
時にあらかじめ３ｍの超硬刃を製作し、第３図に
示す超硬Ａと鋼Ｂの接合面をAgロウで接合した
が、超硬刃は反り返り、超硬部の一部にキレツが
見られた。 本発明で製作した第４図の長尺刃は変形もなく
キレツも見られなかつた。超硬同志を接合した接
合層はHv硬度で900を示した。 本方法によつて得た裁断刃を用いて紙の切断を
行つたが、接合層の摩耗もなく、均質な切れ味を
示した。 実施例 ２ 直径10mm、長さ70mmからなる第５図に示す打抜
き用パンチの先端10mmを切断し、杵部１１をWC
−20wt・％Co合金とし、先端部１２をWC−
8wt・％CO合金とした。 １１，１２の当接面１３に厚さ0.3mmのCo薄板
を挿入し、電子ビームにて溶接を行つた。 溶接法によつて得たパンチは先端部に耐摩耗性
の良い超硬合金、杵部は靭性の優れた超硬合金で
構成される複合工具とした。 比較のために、WC−8wt・％Co、WC−
20wt・％Co合金、WC−15wt・％Co合金の単体
でパンチを作成し、本発明の複合パンチと性能比
較を行つた。板厚0.5mmの珪素鋼板を打ち抜を行
つた結果を第１表に示す。
【表】
電子ビームを用いて接合した複合パンチは従来
の超硬合金よりも高性能であつた。
の超硬合金よりも高性能であつた。
第１図は本発明の方法を説明するための図、第
２図は本発明の方法で接合した接合部の硬度変化
を示す説明図、第３図は従来の方法による裁断刃
の正面図、第４図は本発明の方法による実施例を
示す裁断刃の正面図、第５図は他の実施例である
パンチの正面図である。 １，１′，７，８，１２：超硬合金、２，９，
１３：インサート材、３：高エネルギービーム、
４：超硬合金部分、５：溶解凝固部分、６：イン
サート部分、１０：接合面。
２図は本発明の方法で接合した接合部の硬度変化
を示す説明図、第３図は従来の方法による裁断刃
の正面図、第４図は本発明の方法による実施例を
示す裁断刃の正面図、第５図は他の実施例である
パンチの正面図である。 １，１′，７，８，１２：超硬合金、２，９，
１３：インサート材、３：高エネルギービーム、
４：超硬合金部分、５：溶解凝固部分、６：イン
サート部分、１０：接合面。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ １種あるいは２種以上の超硬合金の接合にお
いて、超硬合金同志の当接面にFe系金属の薄板
を挿入し、一部または全面を高エネルギービーム
を照射してスリツト状に溶融、凝固させて超硬合
金同志を接合することを特徴とする接合超硬合金
の製造法。 ２ 特許請求の範囲第１項において、当接面に挿
入するFe系金属が炭素量0.5重量％以下の鉄、鋼、
Fe−Ni合金、Co、Ni、コバールから選ばれたも
のであり、板厚が0.1〜２mmの板状であることを
特徴とする接合超硬合金の製造法。 ３ 特許請求の範囲第１項において、高エネルギ
ービームが電子ビーム又はレーザービームである
ことを特徴とする接合超硬合金の製造法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56165440A JPS5865588A (ja) | 1981-10-15 | 1981-10-15 | 接合超硬合金の製造法 |
| US06/433,533 US4492846A (en) | 1981-10-15 | 1982-10-08 | Process for the production of bonded hard alloys |
| DE19823238319 DE3238319A1 (de) | 1981-10-15 | 1982-10-15 | Verfahren zur herstellung von gebundenen hartlegierungen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56165440A JPS5865588A (ja) | 1981-10-15 | 1981-10-15 | 接合超硬合金の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5865588A JPS5865588A (ja) | 1983-04-19 |
| JPH0228428B2 true JPH0228428B2 (ja) | 1990-06-25 |
Family
ID=15812467
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56165440A Granted JPS5865588A (ja) | 1981-10-15 | 1981-10-15 | 接合超硬合金の製造法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4492846A (ja) |
| JP (1) | JPS5865588A (ja) |
| DE (1) | DE3238319A1 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4689919A (en) * | 1984-05-08 | 1987-09-01 | Osaka Diamond Industrial Co. | Method for welding cutter segments |
| US4628178A (en) * | 1984-05-29 | 1986-12-09 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Tool for warm and hot forgings and process for manufacturing the same |
| JPS62207590A (ja) * | 1986-03-06 | 1987-09-11 | Asahi Daiyamondo Kogyo Kk | 小径ドリルの製造法 |
| US5599468A (en) * | 1994-10-03 | 1997-02-04 | Frederick M. Mako | Pulsed electron beam joining of materials |
| US6489583B1 (en) * | 2000-08-11 | 2002-12-03 | General Electric Company | Shimmed electron beam welding process |
| US6596411B2 (en) * | 2001-12-06 | 2003-07-22 | General Electric Company | High energy beam welding of single-crystal superalloys and assemblies formed thereby |
| US20050035092A1 (en) * | 2003-07-02 | 2005-02-17 | Robert Eder | Method of making a hybrid housing and hybrid housing |
| US8573949B2 (en) * | 2009-09-30 | 2013-11-05 | General Electric Company | Method and system for focused energy brazing |
| CN104588806A (zh) * | 2014-11-28 | 2015-05-06 | 江苏中科四象激光科技有限公司 | 一种硬质合金刀片激光钎焊方法 |
| JP6761596B2 (ja) * | 2016-07-29 | 2020-09-30 | 三菱マテリアル株式会社 | 複合材料からなる切削工具 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DD60684A (ja) * | ||||
| US3466418A (en) * | 1966-07-06 | 1969-09-09 | Webb James E | Determination of spot weld quality |
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