JPH0598369A - 超硬合金の製造法 - Google Patents
超硬合金の製造法Info
- Publication number
- JPH0598369A JPH0598369A JP3290868A JP29086891A JPH0598369A JP H0598369 A JPH0598369 A JP H0598369A JP 3290868 A JP3290868 A JP 3290868A JP 29086891 A JP29086891 A JP 29086891A JP H0598369 A JPH0598369 A JP H0598369A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 この発明は、液相焼結下でのぬれ性を良くす
ると共に、巣の発生を抑えて、合金密度を高めることが
できる硬質結晶粒子の粗い高性能の超硬合金を提供する
ことにある。 【構成】 ＷＣ（硬質相）と、Ｃｏ，Ｎｉの１種以上と
Ｃｒ（結合相）からなり、合金中の硬質相の平均粒径が
４μｍ以上の粗粒の超硬合金を製造するに際して、原料
粉末中の硬質相粒子の平均粒径を上記合金中硬質相の平
均粒径の２倍以上に選定した硬質結晶粒子の粗い超硬合
金を得る。これにより、合金中の硬質相粒度に対して原
料粉末中の硬質相粒度が最適となり、硬質相粒度分布が
向上する。
ると共に、巣の発生を抑えて、合金密度を高めることが
できる硬質結晶粒子の粗い高性能の超硬合金を提供する
ことにある。 【構成】 ＷＣ（硬質相）と、Ｃｏ，Ｎｉの１種以上と
Ｃｒ（結合相）からなり、合金中の硬質相の平均粒径が
４μｍ以上の粗粒の超硬合金を製造するに際して、原料
粉末中の硬質相粒子の平均粒径を上記合金中硬質相の平
均粒径の２倍以上に選定した硬質結晶粒子の粗い超硬合
金を得る。これにより、合金中の硬質相粒度に対して原
料粉末中の硬質相粒度が最適となり、硬質相粒度分布が
向上する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば熱間圧延ロー
ルの材質として好適に用いることができる硬質結晶粒子
の粗い超硬合金の製造法に関するものである。
ルの材質として好適に用いることができる硬質結晶粒子
の粗い超硬合金の製造法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、この熱間圧延ロールは、加
熱，冷却の過酷な熱サイクルを受け、繰り返しの加工応
力、及び線材との摩擦等によりロール表面が劣化しやす
い。そのため、近年では、硬質結晶粒子の粗い超硬合金
がロール材質として用いられている。
熱，冷却の過酷な熱サイクルを受け、繰り返しの加工応
力、及び線材との摩擦等によりロール表面が劣化しやす
い。そのため、近年では、硬質結晶粒子の粗い超硬合金
がロール材質として用いられている。
【０００３】かかる超硬合金の製造方法としては、例え
ば粒径が５〜６μｍのＷＣと１〜２μｍのＮｉとＣｒを
アトライター（湿式混合機）にて０．２〜２時間混合
し、乾燥・造粒→プレス→焼結工程を経て、合金中のＷ
Ｃ粒子の平均粒径が４μｍ以上であるＷＣ−Ｃｏ−Ｎｉ
−Ｃｒ系超硬合金を得ている。
ば粒径が５〜６μｍのＷＣと１〜２μｍのＮｉとＣｒを
アトライター（湿式混合機）にて０．２〜２時間混合
し、乾燥・造粒→プレス→焼結工程を経て、合金中のＷ
Ｃ粒子の平均粒径が４μｍ以上であるＷＣ−Ｃｏ−Ｎｉ
−Ｃｒ系超硬合金を得ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
製造方法では、原料中のＷＣ粒度が合金中のＷＣ粒度に
対して最適値でない場合には、ＷＣの合金中の粒度分
布、さらにはＮｉ，Ｃｏ，Ｃｒの分散度が悪くなる。ま
た、上記Ｎｉ＋Ｃｏ＋Ｃｒが１３重量％以上でないと巣
等の欠陥が存在し、合金密度が低くなり、合金性能が低
下するという欠点がある。しかし乍ら、合金硬度を高め
る必要から、上記Ｎｉ＋Ｃｏ＋Ｃｒの含量を１３重量％
以上にできない。
製造方法では、原料中のＷＣ粒度が合金中のＷＣ粒度に
対して最適値でない場合には、ＷＣの合金中の粒度分
布、さらにはＮｉ，Ｃｏ，Ｃｒの分散度が悪くなる。ま
た、上記Ｎｉ＋Ｃｏ＋Ｃｒが１３重量％以上でないと巣
等の欠陥が存在し、合金密度が低くなり、合金性能が低
下するという欠点がある。しかし乍ら、合金硬度を高め
る必要から、上記Ｎｉ＋Ｃｏ＋Ｃｒの含量を１３重量％
以上にできない。
【０００５】しかも、アトライターによる混合におい
て、密度の異なるＷＣ（＝１５．６g／cm3 ）とＣｏ，
Ｎｉ（＝８．９g ／cm3 ）等を短時間で粉砕混合するた
めに、添加量の少ないＣｒと他の原料粉末との接触面積
が少なく、液相焼結時においても十分なぬれ性が得られ
ず、巣等の欠陥が生じ易い。
て、密度の異なるＷＣ（＝１５．６g／cm3 ）とＣｏ，
Ｎｉ（＝８．９g ／cm3 ）等を短時間で粉砕混合するた
めに、添加量の少ないＣｒと他の原料粉末との接触面積
が少なく、液相焼結時においても十分なぬれ性が得られ
ず、巣等の欠陥が生じ易い。
【０００６】そこで、上記アトライターに代えて、ＣＢ
Ｍ（ボールミルポットによる湿式混合）による別の製造
方法もあるが、原料が粗粒のＷＣであるためにポット壁
面を摩耗、切削し、不純物混入によってやはり巣等の欠
陥が存在し易い。
Ｍ（ボールミルポットによる湿式混合）による別の製造
方法もあるが、原料が粗粒のＷＣであるためにポット壁
面を摩耗、切削し、不純物混入によってやはり巣等の欠
陥が存在し易い。
【０００７】この発明は、上記従来の課題を解決するた
めになされたもので、液相焼結下でのぬれ性を良くする
と共に、巣の発生を抑えて合金密度を高めることができ
る超硬合金の製造法を提供することを目的とする。
めになされたもので、液相焼結下でのぬれ性を良くする
と共に、巣の発生を抑えて合金密度を高めることができ
る超硬合金の製造法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明者らは、鋭意研
究の末、合金中の硬質相粒子の平均粒径に対し、原料硬
質相粒子の平均粒径を２倍以上とすると、原料中の硬質
相粒度が合金中の硬質相粒度に対して最適値となり、ボ
ールミル中の粉砕時において、液相焼結時の溶解析出に
より、合金中のＷＣ粒度分布を良好にできることを見出
して、この発明を完成するに至ったものである。
究の末、合金中の硬質相粒子の平均粒径に対し、原料硬
質相粒子の平均粒径を２倍以上とすると、原料中の硬質
相粒度が合金中の硬質相粒度に対して最適値となり、ボ
ールミル中の粉砕時において、液相焼結時の溶解析出に
より、合金中のＷＣ粒度分布を良好にできることを見出
して、この発明を完成するに至ったものである。
【０００９】即ち、この発明は硬質相が元素の周期律表
IVａ族，Ｖａ族，VIａ族金属元素の炭化物からなり、結
合相がＣｏ，Ｎｉのうちの少なくとも１種以上とＣｒと
からなり、合金中の硬質相粒子の平均粒径が４μｍ以上
である粗粒の超硬合金を製造する方法において、原料粉
末中の硬質層粒子の平均粒径を合金中の硬質相粒子の平
均粒径の２倍以上に選定することとしたものである。
IVａ族，Ｖａ族，VIａ族金属元素の炭化物からなり、結
合相がＣｏ，Ｎｉのうちの少なくとも１種以上とＣｒと
からなり、合金中の硬質相粒子の平均粒径が４μｍ以上
である粗粒の超硬合金を製造する方法において、原料粉
末中の硬質層粒子の平均粒径を合金中の硬質相粒子の平
均粒径の２倍以上に選定することとしたものである。
【００１０】
【作用】この発明によれば、原料粉末中の硬質相として
は、周期律表VIａ族，Ｖａ族，VIａ族金属元素の炭化
物、例えばＷＣであり、合金中のＷＣ粒度に対して平均
粒径が２倍以上のＷＣ粗粒粉末が用いられる。この発明
では、合金硬質相が平均粒径４〜１０μｍのものを得る
にあたっては、平均粒径８〜５０μｍのＷＣ粗粒粉末が
選ばれる。
は、周期律表VIａ族，Ｖａ族，VIａ族金属元素の炭化
物、例えばＷＣであり、合金中のＷＣ粒度に対して平均
粒径が２倍以上のＷＣ粗粒粉末が用いられる。この発明
では、合金硬質相が平均粒径４〜１０μｍのものを得る
にあたっては、平均粒径８〜５０μｍのＷＣ粗粒粉末が
選ばれる。
【００１２】この発明の超硬合金の製造法の一例を説明
すると、平均粒径８〜５０μｍ、好ましくは３０〜５０
μｍのＷＣ粗粒粉末を８９重量％，ＣｏとＮｉを１０重
量％，Ｃｒを１重量％配合してなる原粉粉末をアトライ
ターで、合金中のＷＣ粒度が平均４〜１０μｍになるよ
うに所定時間混合し、これを乾燥・造粒後に１．５Ｔ／
cm2 でプレス成形し、その後、真空中で１４００℃、１
時間焼結することによって、ＷＣ結晶粒子の粗い超硬合
金を得る。
すると、平均粒径８〜５０μｍ、好ましくは３０〜５０
μｍのＷＣ粗粒粉末を８９重量％，ＣｏとＮｉを１０重
量％，Ｃｒを１重量％配合してなる原粉粉末をアトライ
ターで、合金中のＷＣ粒度が平均４〜１０μｍになるよ
うに所定時間混合し、これを乾燥・造粒後に１．５Ｔ／
cm2 でプレス成形し、その後、真空中で１４００℃、１
時間焼結することによって、ＷＣ結晶粒子の粗い超硬合
金を得る。
【００１３】上記製造法によって得られた超硬合金の組
成は、ＷＣに対してＣｏ＋Ｎｉ＋Ｃｒが１０重量％以下
が好ましく、また、Ｃｏ＋Ｎｉ＋Ｃｒ中のＣｒは５．０
〜３０．０重量％であるのが好ましい。
成は、ＷＣに対してＣｏ＋Ｎｉ＋Ｃｒが１０重量％以下
が好ましく、また、Ｃｏ＋Ｎｉ＋Ｃｒ中のＣｒは５．０
〜３０．０重量％であるのが好ましい。
【００１４】上記のように、合金中のＷＣ粒度に対して
原料中のＷＣ粒度を２倍以上とすることにより、合金中
のＷＣ粒度分布、さらにはＮｉ，Ｃｏ，Ｃｒの分散度が
最適となり、また合金密度が高くなる。従って、アトラ
イターにより密度の異なるＷＣ（＝１５．６g ／cm3 ）
とＣｏ，Ｎｉ（＝８．９g ／cm3 ）等を短時間で粉砕混
合する場合であっても、添加の少ないＣｒと他の原料粉
末との接触面積が増加し、液相焼結時においても十分に
ぬれ性が向上し、巣等が存在しない高性能超硬合金が得
られるのである。
原料中のＷＣ粒度を２倍以上とすることにより、合金中
のＷＣ粒度分布、さらにはＮｉ，Ｃｏ，Ｃｒの分散度が
最適となり、また合金密度が高くなる。従って、アトラ
イターにより密度の異なるＷＣ（＝１５．６g ／cm3 ）
とＣｏ，Ｎｉ（＝８．９g ／cm3 ）等を短時間で粉砕混
合する場合であっても、添加の少ないＣｒと他の原料粉
末との接触面積が増加し、液相焼結時においても十分に
ぬれ性が向上し、巣等が存在しない高性能超硬合金が得
られるのである。
【００１５】
【実施例】以下、この発明の実施例により詳細に説明す
る
る
【００１６】表１に示すＷＣ−Ｃｏの原粉粉末をそれぞ
れアトライターにて合金中のＷＣ粒度が平均４μｍにな
るように所定時間混合し、１．５Ｔ／cm2 で８×２０×
２０mmにプレスし、このテストピースを真空中で、１４
００℃，１時間焼結した。組成によっては焼結後、更に
１２００℃〜１５００℃、１０００気圧で熱間静水圧プ
レス（ＨＩＰ）処理することによって、硬度及び靭性を
高める場合もある。
れアトライターにて合金中のＷＣ粒度が平均４μｍにな
るように所定時間混合し、１．５Ｔ／cm2 で８×２０×
２０mmにプレスし、このテストピースを真空中で、１４
００℃，１時間焼結した。組成によっては焼結後、更に
１２００℃〜１５００℃、１０００気圧で熱間静水圧プ
レス（ＨＩＰ）処理することによって、硬度及び靭性を
高める場合もある。
【００１７】
【表１】
【００１８】得られた超硬合金中の巣の状態を調査した
ところ、表２に示す結果が得られた。尚、数値はＡＳＴ
Ｍ規格分類の上限値を示す。
ところ、表２に示す結果が得られた。尚、数値はＡＳＴ
Ｍ規格分類の上限値を示す。
【００１９】
【表２】
【００２０】上記表１において、原料粒度が平均４μｍ
のＷＣ９４重量％と６重量％Ｃｏの試料Ｎｏ．ａは、表
２においては巣の状態は他の試料Ｎｏ．ｂ〜ｄと変りは
ないが、性能面では後述する実施例２の試料Ｎｏ．ｈに
近く良くない。これに対して、他の試料Ｎｏ．ｂ〜ｄで
は巣の存在が少なく、しかも性能面でも優れていること
が認められた。
のＷＣ９４重量％と６重量％Ｃｏの試料Ｎｏ．ａは、表
２においては巣の状態は他の試料Ｎｏ．ｂ〜ｄと変りは
ないが、性能面では後述する実施例２の試料Ｎｏ．ｈに
近く良くない。これに対して、他の試料Ｎｏ．ｂ〜ｄで
は巣の存在が少なく、しかも性能面でも優れていること
が認められた。
【００２１】（実施例２）以下の表３に示すＷＣ−Ｎｉ
−Ｃｏ−Ｃｒの原料粉末を用いて、実施例１と同様、合
金中ＷＣの粒度が平均４μｍの超硬合金を作成し、表４
に示す合金中の巣の状態の調査結果が得られた。
−Ｃｏ−Ｃｒの原料粉末を用いて、実施例１と同様、合
金中ＷＣの粒度が平均４μｍの超硬合金を作成し、表４
に示す合金中の巣の状態の調査結果が得られた。
【００２２】
【表３】
【００２３】
【表４】
【００２４】上記表３において、原粒ＷＣの粒度が８〜
１０μｍの場合には、試料No. ｆ，ｇ，ｉ，ｊだけが表
４に示すように巣の状態が良好であった。
１０μｍの場合には、試料No. ｆ，ｇ，ｉ，ｊだけが表
４に示すように巣の状態が良好であった。
【００２５】（実施例３）実施２のＷＣ−Ｎｉ−Ｃｏ−
Ｃｒ合金をさらにＨＩＰ処理し、ロール形状に加工して
圧延ロールとし、そのロール寿命を調査したところ、表
５の結果が得られた。尚、Ｔｏｎ／ｍｍはロール径１mm
当りのＴｏｎ数を表し、他の条件は線速１００ｍ／ｓｅ
ｃ，φ５．５普通鋼とする。この結果、試料No. ｊのも
のが割損がなく、耐用性に優れていることが判る。
Ｃｒ合金をさらにＨＩＰ処理し、ロール形状に加工して
圧延ロールとし、そのロール寿命を調査したところ、表
５の結果が得られた。尚、Ｔｏｎ／ｍｍはロール径１mm
当りのＴｏｎ数を表し、他の条件は線速１００ｍ／ｓｅ
ｃ，φ５．５普通鋼とする。この結果、試料No. ｊのも
のが割損がなく、耐用性に優れていることが判る。
【００２６】
【表５】
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、硬質合金中粒度に対し硬質原料粒をを２倍以上とす
ることにより、原料中の硬質相粒度が合金中の硬質相粒
度に対して最適となり、合金中での硬質相の粒度分布、
さらにはＮｉ，Ｃｏ，Ｃｒの分散度が良くなり、Ｃｒと
他の原料粉末とのぬれ性が向上すると共に、合金密度が
高まる。その結果、硬質結晶粒子の粗い高性能の超硬合
金を得ることができる。
ば、硬質合金中粒度に対し硬質原料粒をを２倍以上とす
ることにより、原料中の硬質相粒度が合金中の硬質相粒
度に対して最適となり、合金中での硬質相の粒度分布、
さらにはＮｉ，Ｃｏ，Ｃｒの分散度が良くなり、Ｃｒと
他の原料粉末とのぬれ性が向上すると共に、合金密度が
高まる。その結果、硬質結晶粒子の粗い高性能の超硬合
金を得ることができる。
Claims (4)
- 【請求項１】 硬質相が元素の周期律表IVａ族，Ｖａ
族，VIａ族金属元素の炭化物からなり、結合相がＣｏ，
Ｎｉのうちの少なくとも１種以上とＣｒとからなり、合
金中の硬質相粒子の平均粒径が４μｍ以上である粗粒の
超硬合金を製造する方法において、原料粉末中の硬質層
粒子の平均粒径を合金中の硬質相粒子の平均粒径の２倍
以上に選定することを特徴とする超硬合金の製造法。 - 【請求項２】 硬質層がＷＣから成り、且つ合金中のＣ
ｏ，Ｎｉ，Ｃｒの含量が１０重量％以下であることを特
徴とする請求項１記載の超硬合金の製造法。 - 【請求項３】 結合相としてのＣｏ，Ｎｉ，Ｃｒ中のＣ
ｒの含量が５．０〜３０．０重量％であることを特徴と
する請求項１記載の超硬合金の製造法。 - 【請求項４】 平均粒径３０〜５０μｍのＷＣを原料粉
末中の硬質相粒子とし、且つ合金中のＷＣ粒子の平均粒
径を４〜８μｍとする請求項１又は２記載の超硬合金の
製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3290868A JPH0598369A (ja) | 1991-10-08 | 1991-10-08 | 超硬合金の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3290868A JPH0598369A (ja) | 1991-10-08 | 1991-10-08 | 超硬合金の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0598369A true JPH0598369A (ja) | 1993-04-20 |
Family
ID=17761543
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3290868A Pending JPH0598369A (ja) | 1991-10-08 | 1991-10-08 | 超硬合金の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0598369A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6173798B1 (en) | 1999-02-23 | 2001-01-16 | Kennametal Inc. | Tungsten carbide nickel- chromium alloy hard member and tools using the same |
| CN102773490A (zh) * | 2012-08-07 | 2012-11-14 | 春保森拉天时钨钢（天津）有限公司 | 超粗晶硬质合金混合料的制备工艺 |
| CN103820695A (zh) * | 2014-03-19 | 2014-05-28 | 成都理工大学 | 基于液相烧结过程的Al2O3/TiC涂层硬质合金制备方法 |
| CN103882275A (zh) * | 2014-04-04 | 2014-06-25 | 株洲硬质合金集团有限公司 | 一种增韧硬质合金及其制备方法 |
-
1991
- 1991-10-08 JP JP3290868A patent/JPH0598369A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6173798B1 (en) | 1999-02-23 | 2001-01-16 | Kennametal Inc. | Tungsten carbide nickel- chromium alloy hard member and tools using the same |
| US6368377B1 (en) | 1999-02-23 | 2002-04-09 | Kennametal Pc Inc. | Tungsten carbide nickel-chromium alloy hard member and tools using the same |
| CN102773490A (zh) * | 2012-08-07 | 2012-11-14 | 春保森拉天时钨钢（天津）有限公司 | 超粗晶硬质合金混合料的制备工艺 |
| CN102773490B (zh) * | 2012-08-07 | 2014-08-27 | 春保森拉天时钨钢（天津）有限公司 | 超粗晶硬质合金混合料的制备工艺 |
| CN103820695A (zh) * | 2014-03-19 | 2014-05-28 | 成都理工大学 | 基于液相烧结过程的Al2O3/TiC涂层硬质合金制备方法 |
| CN103882275A (zh) * | 2014-04-04 | 2014-06-25 | 株洲硬质合金集团有限公司 | 一种增韧硬质合金及其制备方法 |
| CN103882275B (zh) * | 2014-04-04 | 2016-03-16 | 株洲硬质合金集团有限公司 | 一种增韧硬质合金及其制备方法 |
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