JPH0373614B2 - - Google Patents
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- JPH0373614B2 JPH0373614B2 JP58232267A JP23226783A JPH0373614B2 JP H0373614 B2 JPH0373614 B2 JP H0373614B2 JP 58232267 A JP58232267 A JP 58232267A JP 23226783 A JP23226783 A JP 23226783A JP H0373614 B2 JPH0373614 B2 JP H0373614B2
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Landscapes
- Forging (AREA)
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
- Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明はあらかじめまたは、強制的にタングス
テン及びCr金属を固溶させた、ＷとCrとNiとCo
との固溶体を結合相とした工具材料に関するもの
である。 〔従来技術〕 従来の工具材料はCo単体または、CoとNiとCr
の合金を結合相に使用したWC基超硬合金が主流
をなしている。 また従来の工具材料は粉末冶金法による製造中
にWCが結合相中にＷが２重量％〜10重量％固溶
するが、実際には、固溶量のコントロールがなさ
れていず製造ロツトごとにバラツキを生じ、同一
種類の工具材料の室温よび高温の硬さに広い幅を
生ずる。 〔発明が解決しようとする問題点〕 上述の原因により従来工具材料を冷間用工具に
使用した場合特に耐摩耗性と耐食性が不安定とな
り工具の信頼性を欠き、熱間用工具に使用した場
合、工具に要求される高温強度、耐熱衝撃性、耐
酸化性、高温硬さ不足により工具摩耗及び欠損か
ら工具寿命が短く工具としての特性が十分発揮さ
れなかつた。 本発明は、従来の工具材料の欠点を改良し、安
定した室温、高温硬さと高い高温強度及び高温硬
さと優れた耐食性、耐酸化性を十分に兼ねそなえ
させた工具材料を提供することにある。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は、室温、高温硬さにおける安定した耐
摩耗性と耐食性及び高温における強度、耐酸化
性、耐熱衝撃性が要求される工具に適した材料を
得るべく特に結合相の室温、高温硬さと高温強度
を持たせるために、重量比で Ｗ／（Ni＋Co）＝１／10〜３／10 Cr／（Ni＋Co）＝１／50〜１／５ Ni／Co＝１／５〜４／１ Ｗ＋Cr＋Ni＋Co＝10〜50 かつ粒子形状を球状化させたWC50〜90重量％か
らなることを特徴とする工具材料により目的が達
成された。 つぎに、本発明工具材料の組成範囲について理
由を説明するが、室温特性は高温特性と相関関係
にあるために、ここでは高温特性と相関関係に対
する理由を説明する。Ｗはあらかじめ結合材に固
溶させ合金の高温強度と高温硬さを発揮させる必
須成分でCoとNiとの和に対する重量比でＷが
１／10未満では、結合相の固溶強化にほとんど影
響されず、３／10を越えると、WCへの固溶折出
が始まり、合金の強度低下を起こし工具として欠
損を起こし使用に耐えない。また、Ｗの結合相へ
の固溶強化により従来の工具材料に見られるWC
粒子形状が三角および四角等の非常に角ばつたコ
ーナーを持つているのに対し角ばつたコーナーが
無い球状Ｃ粒子となり工具に掛かる過酷な熱的、
機械的応力にたいし応力集中からくるクラツク発
生起点が抑制された。 Crは、耐食性、耐酸化性に優れた必須成分で
あり、NiとCoとの和に対する重量比でCrが１／
50未満では、耐食性、耐酸化性、への影響が少
く、熱間工具として使用した場合、工具表面にポ
ーラス状のスケールが発生し、１／５を越えると
複炭化物を形成し、合金の強度低下を引き起こ
す。NiはCoと同様に合金の靭性を保持させると
ともに、Crとの固溶により、耐食性、耐酸化性
を発揮させる必須成分であり、Coに対する重量
比が１／５未満では固溶体形成が不十分のため耐
酸化性への影響が見られない。４／１を越えると
合金の硬さが極度に低下し耐摩耗性が劣り、工具
としての実用性がなくなる。Coは、合金の靭性
から見て、必須成分であり、Niとの総和により
合金の靭性、耐熱衝撃性に影響を及ぼす。また、
ＷとCrとNiとCoとの総和が10重量％未満、すな
わちWCが90重量％を越えると合金の強度が低下
して耐衝撃性に劣り、工具として欠損、割損を起
こしやすくなり実用性に劣る。ＷとCrとNiとCo
との総和が50重量％を越える、即ちWCが50重量
％未満の場合には硬さが極端に低下し耐間摩耗性
から見て実用性に劣る。本発明の工具材料におい
て使用原料に特に制限はなく炭化物および結合相
成分は単独ないし、あらかじめ固溶体化されたも
のを原料として粉末冶金法により製造される。 次に本発明を実施例により説明する。 〔実施例〕 実施例 １ 90wt％WC−5wt％Co−2wt％Ni−1.8wt％Ｗ
−1.2wt％Crの配合組成をもつ混合粉末を形成
し、1450℃で１時間真空焼結して得られた本発明
の合金は硬さ HRA89.5、抗折力−200Kg／mm2の特性であつた。 実施例 ２ 82wt％WC−6wt％Co−8wt％Ni−2wt％Ｗ−
2wt％Crの配合組成をもつ混合粉末を形成し、
1370℃で１時間真空焼結して得られた本発明の合
金は硬さHRA84.0、抗折力270Kg／mm2の特性であ
つた。またＷを含有しない以外は同一組成となる
よう84wt％WC−6wt％Co−8wt％Ni−2wt％Cr
の合金を同様に製作した。この合金は硬さ
HRA84.0、抗折力260Kg／mm2の特性であり、室温
特性では大差なかつた。 これらの合金をオーステナイト系耐熱鋼のエン
ヂンバルブ用熱間鍛造型に使用し前記鍛造型が摩
耗および局部の傷発生により使用不能に至るまで
の総ストローク数で調査した。この結果は従来用
いられている熱間金型用鋼（SKD61）、WC−CO
系超硬合金で製作された鍛造型を同条件で使用し
た場合と比較し表１に示した。 尚、上記鍛造型の使用条件は、耐熱鋼素材温度
1200℃、ストローク数：20／分、鍛造時の荷重
200Tonで鍛造型に油とグラフアイトとの混合離
型を冷却もかねてかけている。 表１より本発明合金は、急熱、急冷繰り返しの
過酷な熱応力と高温度でも圧延面が美しく、長寿
命を達成でき、また、WC−Co−Ni−Cr合金と
比較しても、型形状の乱れが少なく、よつて再研
磨量も少なくなり繰り返して使用できる回数も向
上する。 〔発明の効果〕 本発明合金は、急熱、急冷繰り返しの過酷な熱
応力と高温度での過酷な機械的衝撃が掛かるとと
もに高温度における耐摩耗性が要求される熱間圧
延用ロールとガイドローラー、熱間鍛造型、熱間
押し出し型等の熱間工具に使用されるために、従
来のWC基超硬合金で達し得なかつた性能を結合
相の固溶強化により十分満足いくものと判明し
た。
テン及びCr金属を固溶させた、ＷとCrとNiとCo
との固溶体を結合相とした工具材料に関するもの
である。 〔従来技術〕 従来の工具材料はCo単体または、CoとNiとCr
の合金を結合相に使用したWC基超硬合金が主流
をなしている。 また従来の工具材料は粉末冶金法による製造中
にWCが結合相中にＷが２重量％〜10重量％固溶
するが、実際には、固溶量のコントロールがなさ
れていず製造ロツトごとにバラツキを生じ、同一
種類の工具材料の室温よび高温の硬さに広い幅を
生ずる。 〔発明が解決しようとする問題点〕 上述の原因により従来工具材料を冷間用工具に
使用した場合特に耐摩耗性と耐食性が不安定とな
り工具の信頼性を欠き、熱間用工具に使用した場
合、工具に要求される高温強度、耐熱衝撃性、耐
酸化性、高温硬さ不足により工具摩耗及び欠損か
ら工具寿命が短く工具としての特性が十分発揮さ
れなかつた。 本発明は、従来の工具材料の欠点を改良し、安
定した室温、高温硬さと高い高温強度及び高温硬
さと優れた耐食性、耐酸化性を十分に兼ねそなえ
させた工具材料を提供することにある。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は、室温、高温硬さにおける安定した耐
摩耗性と耐食性及び高温における強度、耐酸化
性、耐熱衝撃性が要求される工具に適した材料を
得るべく特に結合相の室温、高温硬さと高温強度
を持たせるために、重量比で Ｗ／（Ni＋Co）＝１／10〜３／10 Cr／（Ni＋Co）＝１／50〜１／５ Ni／Co＝１／５〜４／１ Ｗ＋Cr＋Ni＋Co＝10〜50 かつ粒子形状を球状化させたWC50〜90重量％か
らなることを特徴とする工具材料により目的が達
成された。 つぎに、本発明工具材料の組成範囲について理
由を説明するが、室温特性は高温特性と相関関係
にあるために、ここでは高温特性と相関関係に対
する理由を説明する。Ｗはあらかじめ結合材に固
溶させ合金の高温強度と高温硬さを発揮させる必
須成分でCoとNiとの和に対する重量比でＷが
１／10未満では、結合相の固溶強化にほとんど影
響されず、３／10を越えると、WCへの固溶折出
が始まり、合金の強度低下を起こし工具として欠
損を起こし使用に耐えない。また、Ｗの結合相へ
の固溶強化により従来の工具材料に見られるWC
粒子形状が三角および四角等の非常に角ばつたコ
ーナーを持つているのに対し角ばつたコーナーが
無い球状Ｃ粒子となり工具に掛かる過酷な熱的、
機械的応力にたいし応力集中からくるクラツク発
生起点が抑制された。 Crは、耐食性、耐酸化性に優れた必須成分で
あり、NiとCoとの和に対する重量比でCrが１／
50未満では、耐食性、耐酸化性、への影響が少
く、熱間工具として使用した場合、工具表面にポ
ーラス状のスケールが発生し、１／５を越えると
複炭化物を形成し、合金の強度低下を引き起こ
す。NiはCoと同様に合金の靭性を保持させると
ともに、Crとの固溶により、耐食性、耐酸化性
を発揮させる必須成分であり、Coに対する重量
比が１／５未満では固溶体形成が不十分のため耐
酸化性への影響が見られない。４／１を越えると
合金の硬さが極度に低下し耐摩耗性が劣り、工具
としての実用性がなくなる。Coは、合金の靭性
から見て、必須成分であり、Niとの総和により
合金の靭性、耐熱衝撃性に影響を及ぼす。また、
ＷとCrとNiとCoとの総和が10重量％未満、すな
わちWCが90重量％を越えると合金の強度が低下
して耐衝撃性に劣り、工具として欠損、割損を起
こしやすくなり実用性に劣る。ＷとCrとNiとCo
との総和が50重量％を越える、即ちWCが50重量
％未満の場合には硬さが極端に低下し耐間摩耗性
から見て実用性に劣る。本発明の工具材料におい
て使用原料に特に制限はなく炭化物および結合相
成分は単独ないし、あらかじめ固溶体化されたも
のを原料として粉末冶金法により製造される。 次に本発明を実施例により説明する。 〔実施例〕 実施例 １ 90wt％WC−5wt％Co−2wt％Ni−1.8wt％Ｗ
−1.2wt％Crの配合組成をもつ混合粉末を形成
し、1450℃で１時間真空焼結して得られた本発明
の合金は硬さ HRA89.5、抗折力−200Kg／mm2の特性であつた。 実施例 ２ 82wt％WC−6wt％Co−8wt％Ni−2wt％Ｗ−
2wt％Crの配合組成をもつ混合粉末を形成し、
1370℃で１時間真空焼結して得られた本発明の合
金は硬さHRA84.0、抗折力270Kg／mm2の特性であ
つた。またＷを含有しない以外は同一組成となる
よう84wt％WC−6wt％Co−8wt％Ni−2wt％Cr
の合金を同様に製作した。この合金は硬さ
HRA84.0、抗折力260Kg／mm2の特性であり、室温
特性では大差なかつた。 これらの合金をオーステナイト系耐熱鋼のエン
ヂンバルブ用熱間鍛造型に使用し前記鍛造型が摩
耗および局部の傷発生により使用不能に至るまで
の総ストローク数で調査した。この結果は従来用
いられている熱間金型用鋼（SKD61）、WC−CO
系超硬合金で製作された鍛造型を同条件で使用し
た場合と比較し表１に示した。 尚、上記鍛造型の使用条件は、耐熱鋼素材温度
1200℃、ストローク数：20／分、鍛造時の荷重
200Tonで鍛造型に油とグラフアイトとの混合離
型を冷却もかねてかけている。 表１より本発明合金は、急熱、急冷繰り返しの
過酷な熱応力と高温度でも圧延面が美しく、長寿
命を達成でき、また、WC−Co−Ni−Cr合金と
比較しても、型形状の乱れが少なく、よつて再研
磨量も少なくなり繰り返して使用できる回数も向
上する。 〔発明の効果〕 本発明合金は、急熱、急冷繰り返しの過酷な熱
応力と高温度での過酷な機械的衝撃が掛かるとと
もに高温度における耐摩耗性が要求される熱間圧
延用ロールとガイドローラー、熱間鍛造型、熱間
押し出し型等の熱間工具に使用されるために、従
来のWC基超硬合金で達し得なかつた性能を結合
相の固溶強化により十分満足いくものと判明し
た。
【表】
Claims (1)
- １ ＷのNiとCoの和に対する重量比が１／10〜
３／10、CrのNiとCoの和に対する重量比が１／
50〜１／５、NiのCoに対する重量比が１／５〜
４／１で、しかもＷとCrとNiとCoとの総和が10
〜50重量％の結合材とし、かつ粒子形状を球状化
させたWC50〜90重量％からなることを特徴とす
る工具材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23226783A JPS60125348A (ja) | 1983-12-08 | 1983-12-08 | 工具材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23226783A JPS60125348A (ja) | 1983-12-08 | 1983-12-08 | 工具材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60125348A JPS60125348A (ja) | 1985-07-04 |
| JPH0373614B2 true JPH0373614B2 (ja) | 1991-11-22 |
Family
ID=16936567
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23226783A Granted JPS60125348A (ja) | 1983-12-08 | 1983-12-08 | 工具材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60125348A (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4828584A (en) * | 1986-01-09 | 1989-05-09 | Ceramatec, Inc. | Dense, fine-grained tungsten carbide ceramics and a method for making the same |
| JP2890592B2 (ja) * | 1989-01-26 | 1999-05-17 | 住友電気工業株式会社 | 超硬合金製ドリル |
| JP2007113036A (ja) * | 2005-10-18 | 2007-05-10 | Kobe Steel Ltd | 超硬合金 |
| SE0602813L (sv) * | 2006-12-27 | 2008-06-28 | Sandvik Intellectual Property | Korrosionsresistent verktyg för kallbearbetningsoperationer |
| RU2451571C2 (ru) * | 2006-12-27 | 2012-05-27 | Сандвик Интеллекчуал Проперти Аб | Пуансон для операций холодной штамповки |
| JP5811952B2 (ja) * | 2012-05-29 | 2015-11-11 | 住友電気工業株式会社 | 超硬合金およびこれを用いた表面被覆切削工具 |
| JP5811954B2 (ja) * | 2012-05-29 | 2015-11-11 | 住友電気工業株式会社 | 超硬合金からなる切削工具用基材およびこれを用いた表面被覆切削工具 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5027708A (ja) * | 1973-07-13 | 1975-03-22 | ||
| JPS576502A (en) * | 1980-06-11 | 1982-01-13 | Hitachi Ltd | Regeneration control circuit of electric rolling stock |
| JPH0373614A (ja) * | 1989-08-14 | 1991-03-28 | Nec Corp | 発振回路 |
-
1983
- 1983-12-08 JP JP23226783A patent/JPS60125348A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5027708A (ja) * | 1973-07-13 | 1975-03-22 | ||
| JPS576502A (en) * | 1980-06-11 | 1982-01-13 | Hitachi Ltd | Regeneration control circuit of electric rolling stock |
| JPH0373614A (ja) * | 1989-08-14 | 1991-03-28 | Nec Corp | 発振回路 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60125348A (ja) | 1985-07-04 |
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