JPH05320702A - 超硬合金材 - Google Patents
超硬合金材Info
- Publication number
- JPH05320702A JPH05320702A JP4127546A JP12754692A JPH05320702A JP H05320702 A JPH05320702 A JP H05320702A JP 4127546 A JP4127546 A JP 4127546A JP 12754692 A JP12754692 A JP 12754692A JP H05320702 A JPH05320702 A JP H05320702A
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- Japan
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- cemented carbide
- sintering
- grains
- cobalt
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【構成】 タングステンカーバイト１を硬質相とし、コ
バルトまたはニッケルを結合相として、互いを焼結する
超硬合金材において、タングステンカーバイト粉末の表
面にコバルト粉末またはニッケル粉末を固定させて、タ
ングステンカーバイト粉末をコバルト粉末またはニッケ
ル粉末により包み込むという複合粉末化処理後の処理粉
末３を成形、焼結して、超硬合金材を構成する。 【効果】 処理粉末では、コバルトまたはニッケルがタ
ングステンカーバイト粉末の表面に膜状に強固に固定さ
れ、焼結後には、隣接するタングステンカーバイト粉末
の間に直接接触部の残る可能性が極めて少なくなり、靱
性劣化要因が低減して、超硬合金材の靱性が向上する。
また処理粉末では、コバルトまたはニッケルがタングス
テンカーバイト粉末の表面に冶金的に強固に固定される
ので、互いの界面から、コバルトまたはニッケルが剥離
し難くて、超硬合金材の耐摩耗強度が向上する。
バルトまたはニッケルを結合相として、互いを焼結する
超硬合金材において、タングステンカーバイト粉末の表
面にコバルト粉末またはニッケル粉末を固定させて、タ
ングステンカーバイト粉末をコバルト粉末またはニッケ
ル粉末により包み込むという複合粉末化処理後の処理粉
末３を成形、焼結して、超硬合金材を構成する。 【効果】 処理粉末では、コバルトまたはニッケルがタ
ングステンカーバイト粉末の表面に膜状に強固に固定さ
れ、焼結後には、隣接するタングステンカーバイト粉末
の間に直接接触部の残る可能性が極めて少なくなり、靱
性劣化要因が低減して、超硬合金材の靱性が向上する。
また処理粉末では、コバルトまたはニッケルがタングス
テンカーバイト粉末の表面に冶金的に強固に固定される
ので、互いの界面から、コバルトまたはニッケルが剥離
し難くて、超硬合金材の耐摩耗強度が向上する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、シールド掘削機用カッ
タービット、或いは工作機械用切削工具に使用される超
硬合金材に関するものである。
タービット、或いは工作機械用切削工具に使用される超
硬合金材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の超硬合金材の一般的な製造プロセ
スを図４により説明すると、同超硬合金材製造プロセス
では、硬質相原料粉末のタングステンカーバイト粉末
（ＷＣ粉末）と、結合相原料粉末のコバルト（Ｃｏ粉
末）またはニッケル（Ｎｉ粉末）との粉砕混練工程にお
いて、ボールミルまたはアトライターを使用して、硬質
相原料粉末と結合相原料粉末とを均一に分散するように
粉砕混練している。
スを図４により説明すると、同超硬合金材製造プロセス
では、硬質相原料粉末のタングステンカーバイト粉末
（ＷＣ粉末）と、結合相原料粉末のコバルト（Ｃｏ粉
末）またはニッケル（Ｎｉ粉末）との粉砕混練工程にお
いて、ボールミルまたはアトライターを使用して、硬質
相原料粉末と結合相原料粉末とを均一に分散するように
粉砕混練している。
【０００３】その後、プレス成形工程→予備焼結工程→
機械加工工程→真空焼結工程→ＨＩＰ処理工程を経て超
硬合金材を製造するか、機械加工工程→ｓｉｎｔｅｒＨ
ＩＰ工程を経て超硬合金材を製造している。
機械加工工程→真空焼結工程→ＨＩＰ処理工程を経て超
硬合金材を製造するか、機械加工工程→ｓｉｎｔｅｒＨ
ＩＰ工程を経て超硬合金材を製造している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記図４に示す従来の
超硬合金材製造プロセスには、次の問題があった。即
ち、図５（ａ）は、粉砕混練時のＷＣ粒１とＣｏ粒また
はＮｉ粒２との状態を示し、図５（ｂ）は、焼結後の超
硬合金材のミクロ組織を模式的に示している。同従来の
超硬合金材製造プロセスでは、粉砕混練工程時、図５
（ａ）に示すように硬質相を形成するＷＣ粒１と、結合
相を形成するＣｏ粒まはたＮｉ粒２とを均一に分散する
ように単に粉砕混練しているだけなので、この混練粉末
を成形、焼結しても、次の２つの点から超硬合金材（製
品）の靱性を確保するのに限界があって、一定のレベル
以上の靱性を得られない。 （１） 焼結時、結合相を形成するＣｏ粒まはたＮｉ粒
２が溶融し、これが図５（ｂ）に示すように毛細管現象
により、ＷＣ粒１とＷＣ粒１との間の隙間に入り込む
が、ＷＣ粒１とＷＣ粒１との直接接触部４には、入り込
めなくて、この直接接触部４が結合不十分になる。この
ＷＣ粒１とＷＣ粒１との直接接触部４は、ミクロ亀裂に
発展し易くて、靱性劣化の大きな要因になる。 （２） 焼結時に溶融して、ＷＣ粒１間を埋めたＣｏま
はたＮｉ２は、ＷＣ粒１の表面に付着しているだけであ
り、ＷＣとＣｏまはたＮｉとの冶金的結合が不十分であ
る。そのため、ＷＣ粒１とＣｏまはたＮｉ２との間の耐
摩耗強度が不十分になる。
超硬合金材製造プロセスには、次の問題があった。即
ち、図５（ａ）は、粉砕混練時のＷＣ粒１とＣｏ粒また
はＮｉ粒２との状態を示し、図５（ｂ）は、焼結後の超
硬合金材のミクロ組織を模式的に示している。同従来の
超硬合金材製造プロセスでは、粉砕混練工程時、図５
（ａ）に示すように硬質相を形成するＷＣ粒１と、結合
相を形成するＣｏ粒まはたＮｉ粒２とを均一に分散する
ように単に粉砕混練しているだけなので、この混練粉末
を成形、焼結しても、次の２つの点から超硬合金材（製
品）の靱性を確保するのに限界があって、一定のレベル
以上の靱性を得られない。 （１） 焼結時、結合相を形成するＣｏ粒まはたＮｉ粒
２が溶融し、これが図５（ｂ）に示すように毛細管現象
により、ＷＣ粒１とＷＣ粒１との間の隙間に入り込む
が、ＷＣ粒１とＷＣ粒１との直接接触部４には、入り込
めなくて、この直接接触部４が結合不十分になる。この
ＷＣ粒１とＷＣ粒１との直接接触部４は、ミクロ亀裂に
発展し易くて、靱性劣化の大きな要因になる。 （２） 焼結時に溶融して、ＷＣ粒１間を埋めたＣｏま
はたＮｉ２は、ＷＣ粒１の表面に付着しているだけであ
り、ＷＣとＣｏまはたＮｉとの冶金的結合が不十分であ
る。そのため、ＷＣ粒１とＣｏまはたＮｉ２との間の耐
摩耗強度が不十分になる。
【０００５】本発明は前記の問題点に鑑み提案するもの
であり、その目的とする処は、靱性及び耐摩耗強度を向
上できる超硬合金材を提供しようとする点にある。
であり、その目的とする処は、靱性及び耐摩耗強度を向
上できる超硬合金材を提供しようとする点にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、タングステンカーバイトを硬質相と
し、コバルトまたはニッケルを結合相として、互いを焼
結することにより構成した超硬合金材において、タング
ステンカーバイト粉末の表面にコバルト粉末またはニッ
ケル粉末を固定させて、タングステンカーバイト粉末を
コバルト粉末またはニッケル粉末により包み込むという
複合粉末化処理後の処理粉末を成形、焼結して構成して
いる。
めに、本発明は、タングステンカーバイトを硬質相と
し、コバルトまたはニッケルを結合相として、互いを焼
結することにより構成した超硬合金材において、タング
ステンカーバイト粉末の表面にコバルト粉末またはニッ
ケル粉末を固定させて、タングステンカーバイト粉末を
コバルト粉末またはニッケル粉末により包み込むという
複合粉末化処理後の処理粉末を成形、焼結して構成して
いる。
【０００７】
【作用】本発明は前記のようにタングステンカーバイト
粉末の表面にコバルト粉末またはニッケル粉末を固定さ
せて、タングステンカーバイト粉末をコバルト粉末また
はニッケル粉末により包み込むという複合粉末化処理を
行い、この複合化した処理粉末を成形、焼結して、超硬
合金材を構成する。
粉末の表面にコバルト粉末またはニッケル粉末を固定さ
せて、タングステンカーバイト粉末をコバルト粉末また
はニッケル粉末により包み込むという複合粉末化処理を
行い、この複合化した処理粉末を成形、焼結して、超硬
合金材を構成する。
【０００８】
【実施例】次に本発明の超硬合金材を図１、図２に示す
一実施例により説明する。図１は、同超硬合金材の製造
プロセスを示している。同超硬合金材製造プロセスで
は、硬質相原料のタングステンカーバイト（ＷＣ）と、
結合相原料のコバルト（Ｃｏ）またはニッケル（Ｎｉ）
とを粉砕混練する代わりに、複合粉末化（成膜化）処理
を行う。即ち、先ず図２（ａ）に示すようにＷＣ粒（タ
ングステンカーバイト粉末）１と、Ｃｏ粒（コバルト粉
末）またはＮｉ粒（ニッケル粉末）２とを混練し、次い
で図２（ｂ）に示すように複合粉末化処理を行う。この
とき、ＷＣ粒１の表面に、Ｃｏ粒またはＮｉ粒２を高エ
ネルギーにより機械的に固定させて、ＷＣ粒１をタング
ステンカーバイト粉末（ＷＣ粉末）をＣｏ粒またはＮｉ
粒２により包み込むという複合粉末化（成膜化）処理を
行って、複合粉末化（成膜化した）複合粉末３を得る。
一実施例により説明する。図１は、同超硬合金材の製造
プロセスを示している。同超硬合金材製造プロセスで
は、硬質相原料のタングステンカーバイト（ＷＣ）と、
結合相原料のコバルト（Ｃｏ）またはニッケル（Ｎｉ）
とを粉砕混練する代わりに、複合粉末化（成膜化）処理
を行う。即ち、先ず図２（ａ）に示すようにＷＣ粒（タ
ングステンカーバイト粉末）１と、Ｃｏ粒（コバルト粉
末）またはＮｉ粒（ニッケル粉末）２とを混練し、次い
で図２（ｂ）に示すように複合粉末化処理を行う。この
とき、ＷＣ粒１の表面に、Ｃｏ粒またはＮｉ粒２を高エ
ネルギーにより機械的に固定させて、ＷＣ粒１をタング
ステンカーバイト粉末（ＷＣ粉末）をＣｏ粒またはＮｉ
粒２により包み込むという複合粉末化（成膜化）処理を
行って、複合粉末化（成膜化した）複合粉末３を得る。
【０００９】上記複合粉末化処理、即ち、高エネルギー
による機械的成膜化処理には、ハイブリダイゼーション
（高速気流中衝撃法）と称する方法（必要ならば材料技
術、Ｖｏｌ．８、Ｎｏ．８、１９９０の「高速気流中衝
撃法粉末正面改質装置 ハイブリダイゼーションシステ
ムと応用例」を参照されたい）、まはたメカノフュージ
ョンと称する方法（必要ならば粉末工学会 平成２年度
秋期研究発表会講演要旨集、１９９０．２の「メカノフ
ュージョン法における金属／セラミックス系複合素子の
皮膜層形成過程」を参照されたい）を使用する。
による機械的成膜化処理には、ハイブリダイゼーション
（高速気流中衝撃法）と称する方法（必要ならば材料技
術、Ｖｏｌ．８、Ｎｏ．８、１９９０の「高速気流中衝
撃法粉末正面改質装置 ハイブリダイゼーションシステ
ムと応用例」を参照されたい）、まはたメカノフュージ
ョンと称する方法（必要ならば粉末工学会 平成２年度
秋期研究発表会講演要旨集、１９９０．２の「メカノフ
ュージョン法における金属／セラミックス系複合素子の
皮膜層形成過程」を参照されたい）を使用する。
【００１０】これらの方法により、図２（ｂ）に示すよ
うにＣｏ粒またはＮｉ粒２が溶融し、これがＷＣ粒１の
表面に機械的に合金化された状態で付着して、複合粉末
化（成膜化）される。そしてこの複合化した処理粉末を
図１に示すようにプレス成形工程→予備焼結工程→機械
加工工程→真空焼結工程→ＨＩＰ処理工程を経て超硬合
金材（製品）にするか、機械加工工程→ｓｉｎｔｅｒＨ
ＩＰ工程を経て超硬合金材（製品）にする。図２（ｃ）
は、焼結後の状態を示している。
うにＣｏ粒またはＮｉ粒２が溶融し、これがＷＣ粒１の
表面に機械的に合金化された状態で付着して、複合粉末
化（成膜化）される。そしてこの複合化した処理粉末を
図１に示すようにプレス成形工程→予備焼結工程→機械
加工工程→真空焼結工程→ＨＩＰ処理工程を経て超硬合
金材（製品）にするか、機械加工工程→ｓｉｎｔｅｒＨ
ＩＰ工程を経て超硬合金材（製品）にする。図２（ｃ）
は、焼結後の状態を示している。
【００１１】図２（ｂ）に示す複合化した（成膜化し
た）処理粉末では、ＣｏまたはＮｉ２がＷＣ粒１の表面
に膜状に強固に固定されるため、図２（ｃ）の焼結後に
は、隣接するＷＣ粒１の間に直接接触部が残る可能性が
極めて少なくて、靱性劣化要因が低減して、超硬合金材
の靱性が向上する。またそれと同時に図２（ｂ）に示す
複合化した（成膜化した）処理粉末では、ＣｏまたはＮ
ｉ２がＷＣ粒１の表面に冶金的に強固に固定されるた
め、互いの界面から、ＣｏまたはＮｉ２が剥離し難く
て、超硬合金材の耐摩耗強度が向上する。
た）処理粉末では、ＣｏまたはＮｉ２がＷＣ粒１の表面
に膜状に強固に固定されるため、図２（ｃ）の焼結後に
は、隣接するＷＣ粒１の間に直接接触部が残る可能性が
極めて少なくて、靱性劣化要因が低減して、超硬合金材
の靱性が向上する。またそれと同時に図２（ｂ）に示す
複合化した（成膜化した）処理粉末では、ＣｏまたはＮ
ｉ２がＷＣ粒１の表面に冶金的に強固に固定されるた
め、互いの界面から、ＣｏまたはＮｉ２が剥離し難く
て、超硬合金材の耐摩耗強度が向上する。
【００１２】図３は、複合化した（成膜化した）処理粉
末と従来のボールミル混練粉末とのＸ線マイクロアナラ
イザー分析結果を示す写真である。複合粉末化処理によ
りＷＣ粒の表面にＣｏが強固に成膜化されている。
末と従来のボールミル混練粉末とのＸ線マイクロアナラ
イザー分析結果を示す写真である。複合粉末化処理によ
りＷＣ粒の表面にＣｏが強固に成膜化されている。
【００１３】
【表１】
【００１４】表１は、本発明の超硬合金材と従来の超硬
合金材との材質比較表である。本発明の１〜５は、同一
塑性の従来材に比べて硬さは同等であるが、靱性に優れ
ている。
合金材との材質比較表である。本発明の１〜５は、同一
塑性の従来材に比べて硬さは同等であるが、靱性に優れ
ている。
【００１５】
【発明の効果】本発明は前記のようにタングステンカー
バイトを硬質相とし、コバルトまたはニッケルを結合相
として、互いを焼結することにより構成した超硬合金材
において、タングステンカーバイト粉末の表面にコバル
ト粉末またはニッケル粉末を固定させて、タングステン
カーバイト粉末をコバルト粉末またはニッケル粉末によ
り包み込むという複合粉末化処理後の処理粉末を成形、
焼結して、超硬合金材を構成するので、複合化した（成
膜化した）処理粉末では、コバルトまたはニッケルがタ
ングステンカーバイト粉末の表面に膜状に強固に固定さ
れ、焼結後には、隣接するタングステンカーバイト粉末
の間に直接接触部の残る可能性が極めて少なくなり、靱
性劣化要因が低減して、超硬合金材の靱性が向上する。
バイトを硬質相とし、コバルトまたはニッケルを結合相
として、互いを焼結することにより構成した超硬合金材
において、タングステンカーバイト粉末の表面にコバル
ト粉末またはニッケル粉末を固定させて、タングステン
カーバイト粉末をコバルト粉末またはニッケル粉末によ
り包み込むという複合粉末化処理後の処理粉末を成形、
焼結して、超硬合金材を構成するので、複合化した（成
膜化した）処理粉末では、コバルトまたはニッケルがタ
ングステンカーバイト粉末の表面に膜状に強固に固定さ
れ、焼結後には、隣接するタングステンカーバイト粉末
の間に直接接触部の残る可能性が極めて少なくなり、靱
性劣化要因が低減して、超硬合金材の靱性が向上する。
【００１６】また複合化した（成膜化した）処理粉末で
は、コバルトまたはニッケルがタングステンカーバイト
粉末の表面に冶金的に強固に固定されるので、互いの界
面から、コバルトまたはニッケルが剥離し難くて、超硬
合金材の耐摩耗強度が向上する。
は、コバルトまたはニッケルがタングステンカーバイト
粉末の表面に冶金的に強固に固定されるので、互いの界
面から、コバルトまたはニッケルが剥離し難くて、超硬
合金材の耐摩耗強度が向上する。
【図１】本発明の超硬合金材の製造プロセスを示す説明
図である。
図である。
【図２】同超硬合金材の複合化（成膜化）処理工程及び
焼結後の状態を模式的に示す説明図である。
焼結後の状態を模式的に示す説明図である。
【図３】複合化（成膜化）した処理粉末と従来のボール
ミル混練粉末とのＸ線マイクロアナライザー分析結果を
示す写真である。
ミル混練粉末とのＸ線マイクロアナライザー分析結果を
示す写真である。
【図４】従来の超硬合金材の製造プロセスを示す説明図
である。
である。
【図５】同超硬合金材の焼結後のミクロ組織を模式的に
示す説明図である。
示す説明図である。
１ タングステンカーバイト ２ コバルトまたはニッケル ３ 複合化（成膜化）した処理粉末 ４ タングステンカーバイト１間の直接接触部
Claims (1)
- 【請求項１】 タングステンカーバイトを硬質相とし、
コバルトまたはニッケルを結合相として、互いを焼結す
ることにより構成した超硬合金材において、タングステ
ンカーバイト粉末の表面にコバルト粉末またはニッケル
粉末を固定させて、タングステンカーバイト粉末をコバ
ルト粉末またはニッケル粉末により包み込むという複合
粉末化処理後の処理粉末を成形、焼結して構成したこと
を特徴とする超硬合金材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4127546A JPH05320702A (ja) | 1992-05-20 | 1992-05-20 | 超硬合金材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4127546A JPH05320702A (ja) | 1992-05-20 | 1992-05-20 | 超硬合金材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05320702A true JPH05320702A (ja) | 1993-12-03 |
Family
ID=14962686
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4127546A Withdrawn JPH05320702A (ja) | 1992-05-20 | 1992-05-20 | 超硬合金材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05320702A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4809256A (en) * | 1985-03-07 | 1989-02-28 | British Telecommunications Public Limited Company | Optical demultiplexer |
| CN101920336A (zh) * | 2010-09-19 | 2010-12-22 | 哈尔滨工业大学 | 稀土改性钴包覆碳化钨硬质合金复合粉末的制备方法 |
| CN103920875A (zh) * | 2014-04-30 | 2014-07-16 | 台州学院 | WC-稀土-Co逐层包覆硬质合金复合粉末的制备方法 |
| CN109550962A (zh) * | 2018-12-26 | 2019-04-02 | 中铁四局集团第二工程有限公司 | 一种盾构机切削刀刀头的制备方法 |
-
1992
- 1992-05-20 JP JP4127546A patent/JPH05320702A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4809256A (en) * | 1985-03-07 | 1989-02-28 | British Telecommunications Public Limited Company | Optical demultiplexer |
| CN101920336A (zh) * | 2010-09-19 | 2010-12-22 | 哈尔滨工业大学 | 稀土改性钴包覆碳化钨硬质合金复合粉末的制备方法 |
| CN103920875A (zh) * | 2014-04-30 | 2014-07-16 | 台州学院 | WC-稀土-Co逐层包覆硬质合金复合粉末的制备方法 |
| CN109550962A (zh) * | 2018-12-26 | 2019-04-02 | 中铁四局集团第二工程有限公司 | 一种盾构机切削刀刀头的制备方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990803 |