JPH06172913A - Titanium carbide-based cermet alloy - Google Patents

Titanium carbide-based cermet alloy

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JPH06172913A
JPH06172913A JP8755091A JP8755091A JPH06172913A JP H06172913 A JPH06172913 A JP H06172913A JP 8755091 A JP8755091 A JP 8755091A JP 8755091 A JP8755091 A JP 8755091A JP H06172913 A JPH06172913 A JP H06172913A
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JP
Japan
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amount
binder phase
tic
alloy
phase
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Application number
JP8755091A
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Japanese (ja)
Inventor
Yuichi Nakahara
雄一 中原
Katsuhiko Kojo
勝彦 古城
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Moldino Tool Engineering Ltd
Proterial Ltd
Original Assignee
Hitachi Metals Ltd
Hitachi Tool Engineering Ltd
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Publication date
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Priority to DE69205866T priority patent/DE69205866D1/en
Priority to EP92105069A priority patent/EP0505991B1/en
Priority to US07/858,000 priority patent/US5248352A/en
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Abstract

PURPOSE:To obtain a TiC-based cermet alloy having both high strength and high toughness by combining a TiC-based hard phase with a Co or Ni-based bonding phase and specifying the Ti and Mo contents of the bonding phase. CONSTITUTION:This TiC-based cermet alloy consists of a TiC-based hard phase which may contain WC as necessary and a Co- and/or Ni-based bonding phase. The Ti and Mo contents of the bonding phase satisfy the conditions of Mo/Ti>=0.85 and Ti+Mo>=6wt.% or Ti+Mo+W>=7wt.%. Feeding sources for Ti and Mo allowed to enter into solid soln. in the bonding phase are TiC in the hard phase and added metallic Mo. The pref. amt. of Co or Ni added is about >=15vol.% and that of WC is about 5-50vol.%. The bonding phase is strengthened, the hardness is made equal to or higher than that of TiCN and excellent toughness can be ensured.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、炭化チタン(以後「T
iC」と言う)基サーメット合金に関し、特に結合相を
強化することにより高強度、高靭性を兼備したTiC基
サーメット合金に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to titanium carbide (hereinafter referred to as "T
The present invention relates to a TiC-based cermet alloy having high strength and high toughness by strengthening the binder phase.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在、窒素を含有する窒化チタン(以後
「Ti(C,N)」と記す)基合金が工具用サーメット合金
として主流をなしている。このTi(C,N)基サーメッ
ト合金は、従来のTiC基サーメット合金に比べ、室温
強度、耐酸化性、ならびに切削性能が改良されている。
2. Description of the Related Art At present, a titanium nitride (hereinafter referred to as "Ti (C, N)") base alloy containing nitrogen is predominantly used as a cermet alloy for tools. This Ti (C, N) -based cermet alloy has improved room temperature strength, oxidation resistance, and cutting performance as compared with the conventional TiC-based cermet alloy.

【0003】TiC基、Ti(C,N)基サーメット合金
はともに芯部(それぞれTiC,Ti(C,N))とこれを取
り囲む周辺組織(それぞれ(Ti,Mo)C,(Ti,Mo)
(C,N))からなる有芯構造の粒子により硬質相を形成
しているが、Ti(C,N)基サーメット合金は粒子径が
窒素含有によって微細化されている。そしてこの粒子微
細化により室温強度を改善したとされている。
Both TiC-based and Ti (C, N) -based cermet alloys have a core (TiC, Ti (C, N)) and surrounding structures ((Ti, Mo) C, (Ti, Mo)).
The hard phase is formed by particles having a core structure composed of (C, N)), but the particle diameter of the Ti (C, N) -based cermet alloy is made fine by containing nitrogen. And it is said that the room temperature strength is improved by this grain refinement.

【0004】またTi(C,N)基サーメット合金は、優
れた高温強度を有することも知られている。
It is also known that Ti (C, N) -based cermet alloys have excellent high temperature strength.

【0005】「粉体および粉末冶金,第30巻第3号(19
83.4)」に窒素を含むTiC−Mo2C−Ni合金の高温
強度関して詳しく述べられているが、当該合金が優れた
高温強度を有するのは所謂結合相中にMoがより多く固
溶し結合相の動的回復が抑えられたためと説明されてい
る。ここで、結合相へのMo固溶のメカニズムは前記文
献には記載されていないが、以下によるものと推測する
ことができる。すなわち、真空焼結時にTi(C,N)か
ら脱窒により過飽和となったTiが、Mo2CのCと結
合して炭化物を形成し、余剰分のMoが結合相中に固溶
するのである。
"Powder and Powder Metallurgy, Vol. 30, No. 3, (19
83.4) "in it are described in detail regarding the high-temperature strength of the TiC-Mo 2 C-Ni alloy containing nitrogen, have a high-temperature strength in which the alloy has excellent Mo is more solid solution in the so-called binder phase It is explained that the dynamic recovery of the bonded phase was suppressed. Here, the mechanism of solid solution of Mo in the binder phase is not described in the above document, but it can be presumed to be due to the following. That is, Ti that has been supersaturated by denitrification from Ti (C, N) during vacuum sintering combines with C of Mo 2 C to form a carbide, and excess Mo dissolves in the binder phase. is there.

【0006】また、結合相のMo固溶量は、窒素量が多
いほど多くなり、またMoの供給源であるMo2Cの添
加量が多いほど多いことが、前記文献に述べられてい
る。例えば、TiC0.70.3−11%Mo2C-24%Ni
の配合組成(wt.%)からなる合金で結合相中のMo量は
3.4wt.%(Ti固溶量9.3wt.%)、TiC0.70.3−1
9%Mo2C-24%Ni合金(配合組成wt.%)のMo量が1
0.0wt.%(Ti固溶量9.3wt.%)であるのに対し、窒素
を含まないTiC−11%Mo2C-24%Ni合金(配合
組成wt.%)のMo量は0.2wt.%(Ti固溶量12.7wt.
%)、TiC−19%Mo2C-24%Ni合金のMo量は
1.8wt.%(Ti固溶量16.3wt.%)となっている。この
結果からすると、窒素を含まないTiC基サーメット合
金ではMo2C添加量を増加させたとしても結合相強化
を図ることは極めて困難であろうことが容易に理解でき
る。
Further, it is described in the above-mentioned document that the solid solution amount of Mo in the binder phase increases as the amount of nitrogen increases, and the amount of Mo 2 C as a source of Mo increases. For example, TiC 0.7 N 0.3 -11% Mo 2 C-24% Ni
Alloy having a composition (wt.%) Of Mo in the binder phase of 3.4 wt.% (Ti solid solution amount of 9.3 wt.%), TiC 0.7 N 0.3 −1
9% Mo 2 C-24% Ni alloy (blending composition wt.%) Has a Mo content of 1
The amount of Mo in the TiC-11% Mo 2 C-24% Ni alloy containing no nitrogen (blending composition wt.%) Is 0, whereas the amount of Mo is 0.0 wt.% (Ti solid solution amount is 9.3 wt.%). .2 wt.% (Ti solid solution amount 12.7 wt.
%) And the TiC-19% Mo 2 C-24% Ni alloy has an Mo amount of 1.8 wt.% (Ti solid solution amount of 16.3 wt.%). From this result, it can be easily understood that it would be extremely difficult to strengthen the binder phase in the TiC-based cermet alloy containing no nitrogen even if the addition amount of Mo 2 C is increased.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】以上のようにTi(C,
N)基サーメット合金はTiC基サーメット合金に比べ
優れた特性を有しているが、真空焼結時に脱窒し、合金
の表面と内部との間に性質変化を生じたり、組織中にポ
アが生じ易いという問題点がある。そして、組織中にポ
アが生じた場合には、Ti(C,N)基サーメット合金が
本来有すべき強度が得られなくなってしまう。
As described above, Ti (C,
The N) -based cermet alloy has excellent properties as compared with the TiC-based cermet alloy, but denitrification occurs during vacuum sintering, causing a property change between the surface and the inside of the alloy, and pores in the structure. There is a problem that it easily occurs. When pores are generated in the structure, the Ti (C, N) -based cermet alloy cannot have the original strength.

【0008】この問題点については、焼結時に窒素ガス
を導入したり、あわせて昇温条件をコントロールする等
の提案が種々なされている(例えば特開平2−9303
6号、同2−145741号等)。しかし、生産性の点
では上記提案は望ましくない。
With respect to this problem, various proposals have been made to introduce nitrogen gas during sintering and to control the temperature rising conditions (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2-9303).
No. 6, No. 2-145741, etc.). However, the above proposal is not desirable in terms of productivity.

【0009】さらに、Ti(C,N)基サーメット合金
は、TiC基サーメット合金に比べ高硬度は得られ易い
が靭性の点で劣るという性質を有している。これについ
ても種々改善案が提案されており、本出願人も特開昭6
3−83241号においてWCをTiCNとの固溶体と
は別個に単独で添加する手法を提案したが、本質的な改
善はなされていない。
Further, the Ti (C, N) -based cermet alloy has a property that it is easy to obtain high hardness but inferior in toughness as compared with the TiC-based cermet alloy. Various improvements have been proposed in this regard as well, and the applicant of the present invention has also proposed JP-A-6
No. 3-83241 proposed a method of adding WC independently from a solid solution with TiCN, but no essential improvement has been made.

【0010】そこで本発明は、焼結時の脱窒という問題
を有さないTiCサーメット合金の結合相を強化するこ
とにより、Ti(C,N)基サーメット合金と同等以上の
硬さを有するとともに、特に優れた靱性を有するTiC
基サーメット合金の提供を課題とする。
Therefore, the present invention strengthens the binder phase of the TiC cermet alloy, which does not have the problem of denitrification during sintering, to have a hardness equal to or higher than that of the Ti (C, N) -based cermet alloy. , TiC with particularly good toughness
The task is to provide a base cermet alloy.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】前述の先行技術より、M
oの固溶量を増加させれば結合相の強化は達成されるで
あろうことは当業者であれば容易に予測がつく。しか
し、TiC基サーメット合金の場合Ti(C,N)基サー
メット合金のようにMo2C添加量を増加させても結合
相中のMo固溶量を増加させることができないことは前
述のとおりである。
According to the above-mentioned prior art, M
Those skilled in the art can easily predict that strengthening of the binder phase will be achieved by increasing the solid solution amount of o. However, as described above, in the case of TiC-based cermet alloy, the amount of Mo solid solution in the binder phase cannot be increased even if the amount of addition of Mo 2 C is increased like Ti (C, N) -based cermet alloy. is there.

【0012】結合相中にMoが比較的多く固溶している
TiC基サーメット合金が「超硬合金と焼結硬質材料
基礎と応用(鈴木等,昭和61年2月,丸善)」第31
6乃至第332頁に記載されている。例えば、TiC−
10%Mo−30%Ni合金(配合組成wt.%)でTi約11
wt.%、Mo約2wt.%、TiC−20%Mo−30%Ni合
金(配合組成wt.%)でTi約10wt.%、Mo約4wt.%、T
iC−30%Mo−30%Ni合金(配合組成wt%)でTi
約9wt.%、Mo約6wt.%の値を示しており、Moを金属
Moとして添加すれば炭化物(Mo2C)として添加する
場合に比べ結合相中のMo量を増加させることができる
ものと解される。そこで本発明者は、TiC基サーメッ
ト合金に関し結合相に固溶させるためのMoの供給源を
炭化物(Mo2C)としてではなく金属Moとすることに
ついて詳細な検討を行った。
A TiC-based cermet alloy in which a relatively large amount of Mo is solid-solved in the binder phase is referred to as "a cemented carbide and a sintered hard material.
Fundamentals and Applications (Suzuki et al., February 1986, Maruzen) "No. 31
6 to 332. For example, TiC-
10% Mo-30% Ni alloy (blending composition wt.%) Ti about 11
wt.%, Mo about 2 wt.%, TiC-20% Mo-30% Ni alloy (blending composition wt.%) Ti about 10 wt.%, Mo about 4 wt.%, T
iC-30% Mo-30% Ni alloy (blending composition wt%)
The values of about 9 wt.% And Mo about 6 wt.% Are shown, and when Mo is added as metallic Mo, the amount of Mo in the binder phase can be increased as compared with the case where it is added as carbide (Mo 2 C). Is understood. Therefore, the present inventor has conducted a detailed study on the TiC-based cermet alloy in which metallic Mo is used as the source of Mo for forming a solid solution in the binder phase, instead of carbide (Mo 2 C).

【0013】その結果、金属Moの添加量を増加させる
ことにより結合相中のMo固溶量は増加するが、単に結
合相中のMo固溶量が増加するのみではなく、Ti固溶
量と所定の関係にある場合に結合相強化が図られ、その
結果Ti(C,N)基サーメット合金と同等の硬さを有し
つつ、靱性を著しく改善することができることを知見す
るに至った。
As a result, the amount of solid solution of Mo in the binder phase increases by increasing the amount of addition of metallic Mo, but not only the amount of solid solution of Mo in the binder phase increases, but also the amount of solid solution of Ti and It has been found that the binder phase is strengthened when there is a predetermined relationship, and as a result, the toughness can be remarkably improved while having the hardness equivalent to that of the Ti (C, N) -based cermet alloy.

【0014】本発明はこの知見に基づきなされたもの
で、炭化チタンを主体とする硬質相および結合相とから
なる炭化チタン基サーメット合金であって、結合相中の
TiおよびMo含有量が6wt.%≦Ti+Moおよび0.
85≦Mo(wt.%)/Ti(wt.%)の条件を満足することを
特徴とする炭化チタン基サーメット合金である。以下本
発明を詳細に説明する。
The present invention was made based on this finding, and is a titanium carbide based cermet alloy comprising a hard phase mainly composed of titanium carbide and a binder phase, wherein the Ti and Mo contents in the binder phase are 6 wt. % ≦ Ti + Mo and 0.
The titanium carbide based cermet alloy is characterized by satisfying the condition of 85 ≦ Mo (wt.%) / Ti (wt.%). The present invention will be described in detail below.

【0015】本発明において、結合相中のTiおよびM
o含有量を6wt.%≦Ti+Moとするのは、結合相強化
のために最低限必要な量であるからである。ここで、T
iおよびMo含有量は、結合相中における重量%であ
り、後述の実施例で詳述するICP(inductively coup
led plasma)発光分析法により求めることができる。
In the present invention, Ti and M in the binder phase
The content of o is set to 6 wt.% ≦ Ti + Mo because it is the minimum amount necessary for strengthening the binder phase. Where T
The i and Mo contents are% by weight in the binder phase, and are represented by ICP (inductively coup) described in detail in Examples below.
led plasma) can be determined by emission spectrometry.

【0016】優れた靭性、硬さを兼備するためには、結
合相中のTiおよびMo含有量の総量を上記範囲とする
だけでなく、MoとTiの量比が0.85≦Mo(wt.%)
/Ti(wt.%)の条件を満足する必要がある。それは、後
述の実施例で示すように0.85未満では靭性の改善が
図られないからである。
In order to have both excellent toughness and hardness, not only the total content of Ti and Mo in the binder phase should be within the above range, but also the amount ratio of Mo and Ti should be 0.85≤Mo (wt). .%)
It is necessary to satisfy the condition of / Ti (wt.%). This is because the toughness cannot be improved if it is less than 0.85, as shown in Examples described later.

【0017】本発明サーメット合金の硬質相はTiCを
主体とするが、他の炭化物を含有させることも許容す
る。特に、炭化タングステン(以下「WC」と記す)は
焼結性向上にも有効な物質であり、添加するのが望まし
い。その場合のWCの添加量は、5vol.%≦WC≦50v
ol.%の範囲とするのが望ましい。5vol.%未満では焼結
性向上の効果を十分に得ることができず、一方50vol.
%を越えると切削工具として使用した場合の切粉溶着が
無視できなくなるからである。
The hard phase of the cermet alloy of the present invention is mainly composed of TiC, but it is acceptable to include other carbides. In particular, tungsten carbide (hereinafter referred to as "WC") is a substance effective in improving sinterability, and it is desirable to add it. In that case, the amount of WC added is 5 vol.% ≦ WC ≦ 50 v
It is desirable to set it in the range of ol.%. If it is less than 5 vol.%, The effect of improving the sinterability cannot be sufficiently obtained, while 50 vol.
This is because if it exceeds%, the chip welding when used as a cutting tool cannot be ignored.

【0018】次に結合相は、CoおよびNiの1種また
は2種を主体とし、その強化元素として硬質相のTiC
の構成元素であるTiおよびMoを含有する。硬質相に
WCを使用する場合には、硬質相強化元素としてWも含
まれることになる。CoおよびNiの1種または2種の
量が多くなると、硬質相の量が相対的に減少し硬さが低
下する。したがって、CoおよびNiの1種または2種
の添加量は15vol.%以下が望ましく、より望ましくは
10vol.%である。
Next, the binder phase is mainly composed of one or two of Co and Ni, and the hard phase of TiC is used as the strengthening element.
Ti and Mo which are the constituent elements of When WC is used for the hard phase, W is also contained as a hard phase strengthening element. When the amount of one or two of Co and Ni increases, the amount of hard phase decreases relatively and the hardness decreases. Therefore, the addition amount of one or two kinds of Co and Ni is preferably 15 vol.% Or less, more preferably 10 vol.%.

【0019】本発明サーメット合金の組織は、硬質相と
結合相とからなるが、硬質相はいわゆる有芯構造をなし
ている。硬質相としてTiCおよびWCを含む場合に
は、相対的にTiに富みWの乏しい中心組織と、(W,
Mo)に富みTiの乏しい周辺組織からなる有芯構造を
なしている。なお、周辺組織のMoは結合相強化の為に
添加されたMoに起因するものである。
The structure of the cermet alloy of the present invention comprises a hard phase and a binder phase, and the hard phase has a so-called core structure. When TiC and WC are contained as a hard phase, a central structure relatively rich in Ti and poor in W, and (W,
It has a cored structure consisting of peripheral tissues rich in Mo) and poor in Ti. The Mo in the peripheral structure is due to the Mo added to strengthen the binder phase.

【0020】次に本発明サーメット合金の製造方法につ
いて説明する。本発明サーメット合金の製造方法の特徴
は、結合相強化元素であるMoを炭化物(Mo2C)と
してではなく、金属Moとして添加する点にある。その
理由はすでに述べたように、金属Moとして添加した方
が炭化物として添加するよりもより多く結合相に固溶さ
せることができるからである。
Next, a method for producing the cermet alloy of the present invention will be described. A feature of the method for producing the cermet alloy of the present invention is that Mo, which is a binder phase strengthening element, is added not as a carbide (Mo 2 C) but as a metallic Mo. The reason is that, as already described, the addition as metallic Mo can form more solid solution in the binder phase than the addition as metallic carbide.

【0021】また、金属Moで添加すると、周辺組織を
構成する炭化物である(Ti,W,Mo)Cを微細化さ
せるという効果をも有し、靭性向上に寄与するものと考
えられる。
It is considered that addition of metallic Mo also has the effect of refining (Ti, W, Mo) C, which is a carbide forming the peripheral structure, and contributes to the improvement of toughness.

【0022】さらに、金属Mo添加により、炭化物粒子
同士の接触(以下「スケルトン」と言う)を低減すると
いう効果を発揮し、靭性向上に寄与する。すなわち、T
iC基サーメット合金はWC基超硬合金に比べスケルト
ンの表面積が2〜3倍程度大きいためクラックの伝播抵
抗を下げる為に靭性を劣下させている。特にMo2Cと
して添加すると周辺組織にMoが炭化物として残る傾向が
強く、結合相中へのMo固溶を低減させてしまう。しか
しながら金属Moとして添加すれば、炭化物として添加
する場合に比べて周辺組織に入るMo量が減り、結合相
に固溶するMo量が増えスケルトンの低減に寄与するの
である。
Furthermore, the addition of metallic Mo has the effect of reducing the contact between carbide particles (hereinafter referred to as "skeleton"), and contributes to the improvement of toughness. That is, T
Since the surface area of the skeleton of the iC-based cermet alloy is about 2 to 3 times larger than that of the WC-based cemented carbide, the toughness is deteriorated in order to reduce the crack propagation resistance. In particular, when added as Mo 2 C, Mo tends to remain as a carbide in the surrounding structure, and Mo solid solution in the binder phase is reduced. However, when added as metallic Mo, the amount of Mo that enters the peripheral structure is reduced and the amount of Mo that forms a solid solution in the binder phase is increased as compared with the case where it is added as a carbide, which contributes to the reduction of skeleton.

【0023】金属Moとしては、純Moのほか結合相の
構成元素であるCo、Niとの合金として添加すること
もできる。
As the metallic Mo, in addition to pure Mo, an alloy with Co and Ni which are constituent elements of the binder phase can be added.

【0024】また、Moの全量を金属Moとして添加す
る必要はなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で金属
Moを主体としつつ炭化物(Mo2C)を添加すること
も許容される。
Further, it is not necessary to add the entire amount of Mo as metallic Mo, and it is also permissible to add carbide (Mo 2 C) mainly with metallic Mo within the range not departing from the gist of the present invention.

【0025】[0025]

【実施例】以下本発明を実施例に基づき詳細に説明す
る。
EXAMPLES The present invention will be described in detail below based on examples.

【0026】表1および表2に示す配合組成となるよう
にTiC,WC,Mo,Co,Ni粉末を準備した。粉末の
粒度は、平均粒径でTiC:1.5μm,WC:1.5μm,C
o:2.0μm,Ni:2.5μm,Mo:3.0μmである。
TiC, WC, Mo, Co and Ni powders were prepared so as to have the compounding compositions shown in Tables 1 and 2. The average particle size of the powder is TiC: 1.5 μm, WC: 1.5 μm, C
o: 2.0 μm, Ni: 2.5 μm, Mo: 3.0 μm.

【0027】これらの原料粉末を変性アルコール中に入
れ、アトライターを用い4hr.混合した。なお、サーメ
ットを作る場合の混合量は、硬質相の成分であるTi
C,WCを全体の60〜90wt%とし、結合相の成分であるC
o,Niと単独添加のMoを全体の10〜40wt%になるよう
に配合を行った。上記混合物に、成形助剤として可塑剤
(パラフィン)を約4wt%添加、乾燥し、篩いにかけてSN
P432(SNGN120408)に成形後、1500〜1550℃で1hr.真空焼
結した。
These raw material powders were put in denatured alcohol and mixed for 4 hours using an attritor. In addition, the mixing amount when making cermet is Ti which is a component of the hard phase.
C and WC are set to 60 to 90 wt% of the whole, and C which is a component of the binder phase
o, Ni and Mo added alone were blended so as to be 10 to 40 wt% of the whole. About 4 wt% of plasticizer (paraffin) was added to the above mixture as a molding aid, dried, sieved and SN
After being molded into P432 (SNGN120408), it was vacuum-sintered at 1500 to 1550 ° C for 1 hr.

【0028】この試料を用いビッカース硬度,靭性を表
すクラック抵抗(kg/mm),結合相中の元素の固溶量(結合
相中の溶解量を100%として求めたwt.%)を求めた。
Using this sample, Vickers hardness, crack resistance (kg / mm) indicating toughness, and solid solution amount of elements in the binder phase (wt.% Determined with the dissolved amount in the binder phase as 100%) were determined. .

【0029】ビッカース硬度は、JIS規格に準じダイア
モンド圧子で30kgの荷重をかけ、図5に示すようにa,b
の距離を計り、硬度換算表より求めた。
The Vickers hardness is a, b as shown in FIG. 5 by applying a load of 30 kg with a diamond indenter according to JIS standard.
Was measured and the hardness conversion table was used.

【0030】クラック抵抗(kg/mm)は、ビッカース硬度
と同じ様にダイアモンド圧子で50kgの荷重をかけ、図6
に示すようにc,d,e,fの距離を計り、荷重/(c+d+e+f)の
式により求めた。
The crack resistance (kg / mm) was determined by applying a load of 50 kg with a diamond indenter as in the case of Vickers hardness.
As shown in, the distances of c, d, e, and f were measured, and the load / (c + d + e + f) was calculated.

【0031】結合相中の元素固溶量は、結合相を混酸水
溶液で溶解,抽出し、ICP(inductive-ly coupled plasm
a)発光分析によって結合相中の各元素を定量することに
より求めた。
The amount of elemental solid solution in the binder phase is determined by dissolving and extracting the binder phase in an aqueous solution of mixed acid, and measuring the ICP (inductive-ly coupled plasma).
a) It was determined by quantifying each element in the binder phase by emission analysis.

【0032】表3にビッカース硬度,靭性を表すクラッ
ク抵抗(kg/mm),結合相中のTi+W量(wt.%)、Ti+W
+Mo量(wt.%)、Mo(wt.%)/Ti(wt.%)を示す。な
お、表1〜表3において、○は本発明合金を、また△は
比較合金を示す。
Table 3 shows Vickers hardness, crack resistance (kg / mm) indicating toughness, Ti + W content (wt.%) In the binder phase, and Ti + W.
+ Mo amount (wt.%), Mo (wt.%) / Ti (wt.%) Are shown. In Tables 1 to 3, ◯ indicates the alloy of the present invention and Δ indicates the comparative alloy.

【0033】本発明合金は、いずれも硬さHv1600以
上、及びクラック抵抗65(kg/mm)以上という従来合金
(試番11,12)では得られていない特性をクリアし
ている。
All the alloys of the present invention have hardness Hv of 1600 or more and crack resistance of 65 (kg / mm) or more, which are not obtained by the conventional alloys (trial Nos. 11 and 12).

【0034】[0034]

【表1】 [Table 1]

【0035】[0035]

【表2】 図1に、表3におけるMo添加量と硬度、クラック抵抗
の関係を示す。縦軸に硬度(Hv)とクラック抵抗(kg/mm)
にMo添加量(vol.%)を示している。図1よりMo添加
量を6%以上12%以下にすることによりHvで1600以
上の硬さ、およびクラック抵抗65(kg/mm)以上の特性
を得ることができることがわかる。また、図1におい
て、硬さが高くなるにつれてクラック抵抗も高くなって
いる点が特に注目される。硬さとクラック抵抗は相反す
る特性であり、一般に、硬さが高くなるにつれてクラッ
ク抵抗は低くなるというのが当業界の常識だからであ
る。
[Table 2] FIG. 1 shows the relationship among the Mo addition amount, hardness, and crack resistance in Table 3. Hardness (Hv) and crack resistance (kg / mm) on the vertical axis
Shows the amount of added Mo (vol.%). From FIG. 1, it can be seen that by setting the Mo addition amount to 6% or more and 12% or less, hardness of 1600 or more in Hv and characteristics of crack resistance of 65 (kg / mm) or more can be obtained. Further, it is particularly noticeable in FIG. 1 that the crack resistance increases as the hardness increases. This is because it is common knowledge in the art that hardness and crack resistance are contradictory properties, and generally, the higher the hardness, the lower the crack resistance.

【0036】図2に、表3におけるMo添加量と、結合
相の総量(wt.%)、および結合相中のTi,Mo,W固溶量
の関係を示す。この図から結合相総量はMo添加量が7.7
〜11.7vol%(9.8〜15.3wt%)の範囲で増えるにつれ減少す
る傾向にあるが、Ti,Mo固溶量は逆に増加する傾向
にある。 また、当該範囲では結合相中のMoがTiよ
り多く固溶しているが、それ以外の範囲ではTiがMo
より多く固溶していることがわかる。さらに、W固溶量
は、Mo添加量に拘らずほぼ一定の値を示している。
FIG. 2 shows the relationship between the amount of Mo added in Table 3, the total amount of binder phase (wt.%), And the amount of solid solution of Ti, Mo, and W in the binder phase. From this figure, the total amount of binder phase is 7.7 Mo.
Although it tends to decrease as it increases in the range of ˜11.7 vol% (9.8 to 15.3 wt%), the solid solution amounts of Ti and Mo tend to increase. Further, Mo in the binder phase is more solid-solved than Ti in the range, but Ti is Mo in the other range.
It can be seen that more solid solution occurs. Further, the W solid solution amount shows a substantially constant value regardless of the Mo addition amount.

【0037】図3に、表3におけるMo添加量と、結合
相中のTi+Mo+W固溶量の関係を示すが、Mo添加量
が11.7vol.%までの範囲ではMo添加量が増加するに従
いTi+Mo+W固溶量も増加していることがわかる。ま
た、Hvで1600以上の硬さ、およびクラック抵抗65(kg/
mm)以上の特性を得ることができるMo添加量の範囲に
対応するTi+Mo+W固溶量はおよそ7〜28wt.%であ
る。次に、図4にMo添加量とMo(wt.%)/Ti(wt.%)
との関係を示す。図4より、Mo添加量が5.5%以上の
場合には、Mo(wt.%)/Ti(wt.%)はおよそ0.85以
上となっていることがわかる。
FIG. 3 shows the relationship between the Mo addition amount in Table 3 and the Ti + Mo + W solid solution amount in the binder phase. When the Mo addition amount is up to 11.7 vol.%, The Mo addition amount increases. It can be seen that the Ti + Mo + W solid solution amount also increases as the temperature increases. In addition, the hardness of Hv is 1600 or more, and the crack resistance is 65 (kg /
The solid solution amount of Ti + Mo + W corresponding to the range of the amount of addition of Mo that can obtain the above characteristics is about 7 to 28 wt.%. Next, Fig. 4 shows the amount of Mo added and Mo (wt.%) / Ti (wt.%)
Shows the relationship with. It can be seen from FIG. 4 that Mo (wt.%) / Ti (wt.%) Is about 0.85 or more when the Mo addition amount is 5.5% or more.

【0038】以上の図1〜図4の結果を整理すると、
Hvで1600以上の硬さ、およびクラック抵抗65(KG/mm)
以上の特性を得るためにはMo添加量をおよそ5.5Wt.
%以上11%以下にすればよく(図1)、このMo添加量の
範囲において、結合相中のTi+Mo+W固溶量は7〜
28wt.%(Ti+Moとしては6wt.%以上)の範囲にあ
り(図3)、また、MoのほうがTiよりも多く結合相
中に固溶し(図2)、さらにMo(wt.%)/Ti(wt.%)は
0.85以上の値をしめす(図4)、ことがわかる。
Summarizing the above results of FIGS. 1 to 4,
Hardness of 1600 or more in Hv, and crack resistance of 65 (KG / mm)
In order to obtain the above characteristics, the Mo addition amount is about 5.5 Wt.
% To 11% or less (FIG. 1), and within this Mo addition amount range, the Ti + Mo + W solid solution amount in the binder phase is 7 to
It is in the range of 28 wt.% (6 wt.% Or more for Ti + Mo) (Fig. 3), and Mo is more solid-solved in the binder phase than Ti (Fig. 2), and Mo (wt.%) ) / Ti (wt.%) Shows a value of 0.85 or more (FIG. 4).

【0039】[0039]

【表5】 サーメットの結合相分析(wt%) Ti+Mo Ti+Mo+W Ti/Mo 硬さ クラック 試番 (wt%) (wt%) Hv 抵抗 Ti W Mo Co Ni kg/mm △ 1 2.8 0.1 0.5 40.7 55.9 3.3 3.4 0.18 1450 75 △ 2 3.4 0.7 2.0 39.2 54.6 5.4 6.1 0.59 1760 65 ○ 3 3.3 1.1 4.2 35.1 56.3 7.5 8.6 1.27 1810 75 ○ 4 3.8 0.9 4.9 35.0 55.5 8.7 9.6 1.29 1720 79 ○ 5 4.9 1.1 6.4 33.2 54.5 11.3 12.4 1.31 1710 84 ○ 6 6.5 1.2 7.5 32.8 51.9 14.0 15.2 1.15 1730 91 ○ 7 8.7 1.1 10.1 31.3 48.9 18.8 19.9 1.16 1670 92 ○ 8 14.0 1.3 12.5 29.4 42.8 26.5 27.8 0.89 1680 78 ○ 9 12.7 1.0 11.6 27.5 47.1 24.3 25.3 0.91 1640 75 △ 10 13.9 1.0 10.4 23.5 51.1 24.3 25.3 0.75 1530 58 従 11 2.9 0.9 1.3 65.2 29.7 4.2 5.1 0.45 1740 45 来 材 12 2.3 1.5 6.3 60.5 29.4 8.6 10.1 2.3 1525 75 [Table 5] Binder phase analysis of cermet (wt%) Ti + Mo Ti + Mo + W Ti / Mo Hardness crack Test number (wt%) (wt%) Hv resistance Ti W Mo Co Ni kg / mm △ 1 2.8 0.1 0.5 40.7 55.9 3.3 3.4 0.18 1450 75 △ 2 3.4 0.7 2.0 39.2 54.6 5.4 6.1 0.59 1760 65 ○ 3 3.3 1.1 4.2 35.1 56.3 7.5 8.6 1.27 1810 75 ○ 4 3.8 0.9 4.9 35.0 55.5 8.7 9.6 1.29 1720 79 ○ 5 4.9 1.1 6.4 33.2 54.5 11.3 12.4 1.31 1710 84 ○ 6 6.5 1.2 7.5 32.8 51.9 14.0 15.2 1.15 1730 91 ○ 7 8.7 1.1 10.1 31.3 48.9 18.8 19.9 1.16 1670 92 ○ 8 14.0 1.3 12.5 29.4 42.8 26.5 27.8 0.89 1680 78 ○ 9 12.7 1.0 11.6 27.5 47.1 24.3 25.3 0.91 1640 75 △ 10 13.9 1.0 10.4 23.5 51.1 24.3 25.3 0.75 1530 58 Slave 11 2.9 0.9 1.3 65.2 29.7 4.2 5.1 0.45 1740 45 Material 12 2.3 1.5 6.3 60.5 29.4 8.6 10.1 2.3 1525 75

【0040】ここで、図1〜図3によると、Ti+Mo+
W固溶量が多くなりすぎるとクラック抵抗が劣下すると
いう結果になっているが、これはMo(wt.%)/Ti(wt.
%)が適正でないためと考えられ、Mo(wt.%)/Ti(wt.
%)本発明の範囲内にあればTi+Mo+W固溶量が多くな
っても優れたクラック抵抗を示すものと推測される。
Here, according to FIGS. 1 to 3, Ti + Mo +
The result is that if the amount of W solid solution becomes too large, the crack resistance deteriorates, but this is due to Mo (wt.%) / Ti (wt.
%) Is not appropriate, and Mo (wt.%) / Ti (wt.
%) Within the range of the present invention, it is presumed that excellent crack resistance is exhibited even if the solid solution amount of Ti + Mo + W increases.

【0041】すなわち、TiC基サーメット合金におい
て、結合相強化により優れた靭性と硬さを兼備させるた
めには、結合相中のMoとTiの固溶量を0.85≦M
o(wt.%)/Ti(wt.%)の関係を維持させつつTi+Mo
を6wt.%以上または、Ti+Mo+Wを7wt.%以上とす
ればよいものと判断される。
That is, in the TiC-based cermet alloy, in order to combine excellent toughness and hardness by strengthening the binder phase, the solid solution amount of Mo and Ti in the binder phase should be 0.85 ≦ M.
Ti + Mo while maintaining the relationship of o (wt.%) / Ti (wt.%)
Is 6 wt.% Or more or Ti + Mo + W is 7 wt.% Or more.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上説明のように、本発明によるとTi
CN基サーメット合金と同等の硬さを有しつつ靭性を著
しく改善したTiC基サーメット合金を得ることがで
き、しかもこのTiC基サーメット合金は真空焼結時の
脱窒によるポアの発生という問題が生じない。
As described above, according to the present invention, Ti
It is possible to obtain a TiC-based cermet alloy having hardness substantially equal to that of the CN-based cermet alloy and significantly improved toughness, and this TiC-based cermet alloy has a problem that pores are generated due to denitrification during vacuum sintering. Absent.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】Mo添加量と硬さおよびクラック抵抗の関係を
示すグラフである。
FIG. 1 is a graph showing the relationship between the amount of Mo added and the hardness and crack resistance.

【図2】Mo添加量と結合相総量およびTi,Mo,Wの
結合相中における固溶量の関係を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the amount of Mo added, the total amount of binder phase, and the amount of solid solution of Ti, Mo, and W in the binder phase.

【図3】Mo添加量と結合相中におけるTi+Mo+W固
溶量の関係を示すグラフである
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the amount of Mo added and the amount of solid solution Ti + Mo + W in the binder phase.

【図4】Mo添加量と結合相中におけるTi/Moの関
係を示すグラフである
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the amount of Mo added and Ti / Mo in the binder phase.

【図5】ビッカース硬度測定法を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a Vickers hardness measurement method.

【図6】クラック抵抗測定法を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing a crack resistance measuring method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

なし None

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 炭化チタンを主体とする硬質相とCoお
よびNiの1種または2種を主体とする結合相とからな
る炭化チタン基サーメット合金であって、結合相中のT
iおよびMo含有量が0.85≦Mo(wt.%)/Ti(wt.
%)、6wt.%≦Ti+Moの条件を満足することを特徴と
する炭化チタン基サーメット合金。
1. A titanium carbide-based cermet alloy comprising a hard phase mainly composed of titanium carbide and a binder phase mainly composed of one or two of Co and Ni, wherein T in the binder phase.
i and Mo content is 0.85 ≦ Mo (wt.%) / Ti (wt.
%), 6 wt.% ≦ Ti + Mo, a titanium carbide based cermet alloy characterized by satisfying the conditions.
【請求項2】 炭化チタンおよび炭化タングステンを主
体とする硬質相とCoおよびNiの1種または2種を主
体とする結合相とからなる炭化チタン基サーメット合金
であって、結合相中のTiおよびMo含有量が0.85
≦Mo(wt.%)/Ti(wt.%)、7wt.%≦Ti+Mo+Wの
条件を満足することを特徴とする炭化チタン基サーメッ
ト合金。
2. A titanium carbide-based cermet alloy comprising a hard phase mainly composed of titanium carbide and tungsten carbide and a binder phase mainly composed of one or two kinds of Co and Ni, wherein Ti and Ti in the binder phase are contained. Mo content is 0.85
A titanium carbide-based cermet alloy characterized by satisfying the following conditions: ≦ Mo (wt.%) / Ti (wt.%), 7 wt.% ≦ Ti + Mo + W.
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CN100420762C (en) * 2006-04-28 2008-09-24 自贡硬质合金有限责任公司 TiC-WC based alloy products
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