JPH0635625B2 - 耐摩耗性窒化チタン系サーメットの製造方法 - Google Patents
耐摩耗性窒化チタン系サーメットの製造方法Info
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- JPH0635625B2 JPH0635625B2 JP62035723A JP3572387A JPH0635625B2 JP H0635625 B2 JPH0635625 B2 JP H0635625B2 JP 62035723 A JP62035723 A JP 62035723A JP 3572387 A JP3572387 A JP 3572387A JP H0635625 B2 JPH0635625 B2 JP H0635625B2
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- powder
- cermet
- tic
- tin
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、工具材料等に適した耐摩耗性の窒化チタン
系サーメットの製造方法に関するものである。
系サーメットの製造方法に関するものである。
［従来の技術］ ＴｉＣ基サーメットは、炭化物ＴｉＣの特性を生かした
耐摩耗焼結合金として知られている。しかしこのサーメ
ットは高硬度なるが故に靭性に乏しく、切削用工具材料
として使用した場合、しばしばチッピング破損の問題を
生じた。このため、ＴｉＣ基サーメットにＴｉＮを添加
した窒化チタン系サーメットが用いられている。
耐摩耗焼結合金として知られている。しかしこのサーメ
ットは高硬度なるが故に靭性に乏しく、切削用工具材料
として使用した場合、しばしばチッピング破損の問題を
生じた。このため、ＴｉＣ基サーメットにＴｉＮを添加
した窒化チタン系サーメットが用いられている。
この窒化チタン系サーメットは、従来、真空あるいは不
活性ガス雰囲気高温炉により焼結体が得られていた。
活性ガス雰囲気高温炉により焼結体が得られていた。
［発明が解決しようとする問題点］ 窒化チタン系サーメットを得るためＴｉＣ粉末にＴｉＮ
粉末を添加した場合、他成分への各々の固溶率の違いか
ら焼結体内部に遊離窒素ガスを生じ、合金組織中に内部
ポアを発生する。このため、焼結体の靭性は著しく低下
し、ＴｉＮのもつ靭性、耐熱衝撃性を充分発揮すること
ができなかった。
粉末を添加した場合、他成分への各々の固溶率の違いか
ら焼結体内部に遊離窒素ガスを生じ、合金組織中に内部
ポアを発生する。このため、焼結体の靭性は著しく低下
し、ＴｉＮのもつ靭性、耐熱衝撃性を充分発揮すること
ができなかった。
かかる焼結における現像については種々の研究報告がな
され、以下の事象が明らかとなっている。
され、以下の事象が明らかとなっている。
まず、焼結開始後1280℃でＮｉ−Ｔｉ−Ｃの三元共晶の
液相が発生し、1307℃を越えると、Ｎｉ−ＴｉＮ−Ｔｉ
Ｃ共存域ではＴｉ（Ｃ、Ｎ）固溶相が出現し、それまで
存在していたＮｉ−ＴｉＣ液相中へのＴｉＮ溶解が始ま
り、熱的に安定であるＴｉ（Ｃ、Ｎ）固溶体−ＴｉＣ共
晶液中に溶解し難いＴｉＮからの脱窒素ガスが圧粉体内
に残存して、内部ポアとなるのである。
液相が発生し、1307℃を越えると、Ｎｉ−ＴｉＮ−Ｔｉ
Ｃ共存域ではＴｉ（Ｃ、Ｎ）固溶相が出現し、それまで
存在していたＮｉ−ＴｉＣ液相中へのＴｉＮ溶解が始ま
り、熱的に安定であるＴｉ（Ｃ、Ｎ）固溶体−ＴｉＣ共
晶液中に溶解し難いＴｉＮからの脱窒素ガスが圧粉体内
に残存して、内部ポアとなるのである。
そこで内部ポアの発生のない焼結体が望まれている。
［問題点を解決するための手段］ この発明は、上記問題点を解決するためのもので、Ｔｉ
Ｃ−ＴｉＮ−ＷＣ−ＴａＣの四元系固溶粉末70〜80wt％
とＣｏとＮｉよりなる結合相金属10〜20wt％およびＭｏ
２Ｃ20〜 5wt％よりなる材料を真空焼結してなるサーメ
ットであって、前記固溶粉末の組成は、ＴｉＣ50〜60wt
％、ＴｉＮ10〜30wt％、ＷＣ10〜30wt％、ＴａＣ 5〜15
wt％であり、ＣｏとＮｉの組成比は１： 0.8〜1.2 の範
囲内であることを特徴とする窒化チタン系サーメットで
ある。
Ｃ−ＴｉＮ−ＷＣ−ＴａＣの四元系固溶粉末70〜80wt％
とＣｏとＮｉよりなる結合相金属10〜20wt％およびＭｏ
２Ｃ20〜 5wt％よりなる材料を真空焼結してなるサーメ
ットであって、前記固溶粉末の組成は、ＴｉＣ50〜60wt
％、ＴｉＮ10〜30wt％、ＷＣ10〜30wt％、ＴａＣ 5〜15
wt％であり、ＣｏとＮｉの組成比は１： 0.8〜1.2 の範
囲内であることを特徴とする窒化チタン系サーメットで
ある。
すなわち、この発明はＴｉＣ、ＴｉＮ、ＷＣ、ＴａＣを
固溶した形で用いるが、その理由はＴｉＣとＴｉＮの固
溶化を一度行ったＴｉ（Ｃ、Ｎ）固溶粉、すなわち、脱
窒素反応の終了した粉末を用いることにより、ポアの発
生を防止するとともに、ＷＣとＴａＣを同時に固溶して
おくことによって、靭性および高温特性を高めるためで
ある。これらの四成分を単独あるいは三元系以下の固溶
粉の形で用いた場合には、合金組織中へ微細分散するこ
とが難しく、粗大偏析を生じたり、上述の理由による内
部ポアの発生を防ぐことができず靭性が低下する。そし
て、この四元系固溶粉において充分な耐摩耗性、高温特
性を確保するためには、ＴｉＣ50〜60wt％、ＴｉＮ10〜
30wt％、ＷＣ10〜30wt％、ＴａＣ 5〜15wt％の範囲であ
る必要がある。これ以外の範囲では所期の目的を達成し
ない。
固溶した形で用いるが、その理由はＴｉＣとＴｉＮの固
溶化を一度行ったＴｉ（Ｃ、Ｎ）固溶粉、すなわち、脱
窒素反応の終了した粉末を用いることにより、ポアの発
生を防止するとともに、ＷＣとＴａＣを同時に固溶して
おくことによって、靭性および高温特性を高めるためで
ある。これらの四成分を単独あるいは三元系以下の固溶
粉の形で用いた場合には、合金組織中へ微細分散するこ
とが難しく、粗大偏析を生じたり、上述の理由による内
部ポアの発生を防ぐことができず靭性が低下する。そし
て、この四元系固溶粉において充分な耐摩耗性、高温特
性を確保するためには、ＴｉＣ50〜60wt％、ＴｉＮ10〜
30wt％、ＷＣ10〜30wt％、ＴａＣ 5〜15wt％の範囲であ
る必要がある。これ以外の範囲では所期の目的を達成し
ない。
結合相を形成するＣｏ、Ｎｉは四元系固溶粉末を用いた
場合に充分な靭性を付与するために、Ｃｏ：Ｎｉの量比
１： 0.8〜1.2 の範囲とする。
場合に充分な靭性を付与するために、Ｃｏ：Ｎｉの量比
１： 0.8〜1.2 の範囲とする。
そして、四元系固溶粉末と結合相金属の組成割合は前者
が70〜80wt％に対し後者は10〜20wtであるものが、切削
用工具材料として特に優れたものとなる。
が70〜80wt％に対し後者は10〜20wtであるものが、切削
用工具材料として特に優れたものとなる。
ただ、これらの両者はそのままでは濡れ性に劣るので、
この発明では20〜 5wt％のＭｏ２Ｃを添加して、両者の
濡れ性を改善する。
この発明では20〜 5wt％のＭｏ２Ｃを添加して、両者の
濡れ性を改善する。
Ｍｏ２Ｃがこの範囲を逸脱すると、前記四元系固溶粉末
と結合相金属の効果を十分に発揮せしめることができな
い。
と結合相金属の効果を十分に発揮せしめることができな
い。
「実施例」 以下実施例並びに比較例について説明する。
実施例 ＴｉＣ50wt％、ＴｉＮ20wt％、ＷＣ20wt％、ＴａＣ10wt
％よりなる平均粒径 1.5μｍの固溶粉末70wt％と、平均
粒径 2.0μｍのＭｏ２Ｃ粉15wt％および平均粒径 1.2μ
ｍのＣｏ粉 7.5wt％と平均粒径 2.3μｍのＮｉ粉 7.5wt
％とを用い、これらを振動ボールミルで40時間粉砕混合
した後、 1.5Ton/cm２の圧力にてプレスして圧粉体に成
形し、ついでこの圧粉体を圧力10-2mmHgの真空中、温度
1360℃に１時間保持の条件で焼結した。
％よりなる平均粒径 1.5μｍの固溶粉末70wt％と、平均
粒径 2.0μｍのＭｏ２Ｃ粉15wt％および平均粒径 1.2μ
ｍのＣｏ粉 7.5wt％と平均粒径 2.3μｍのＮｉ粉 7.5wt
％とを用い、これらを振動ボールミルで40時間粉砕混合
した後、 1.5Ton/cm２の圧力にてプレスして圧粉体に成
形し、ついでこの圧粉体を圧力10-2mmHgの真空中、温度
1360℃に１時間保持の条件で焼結した。
得られたこの発明のサーメットについて、常温硬度（Ｈ
ＲＡ）、高温硬度（ 600℃）、常温抗折力を測定したと
ころ、それぞれ下記のとおりであった。
ＲＡ）、高温硬度（ 600℃）、常温抗折力を測定したと
ころ、それぞれ下記のとおりであった。
常温硬度…ＨR Ａ92.0 高温硬度…Ｈｖ860(600 ℃) 常温抗折力…200kgf/mm２ さらに同材料よりＴＮＰ−331 の形状をもった切削チッ
プを切出し、下記の条件での連続切削試験を行った。
プを切出し、下記の条件での連続切削試験を行った。
被削材 Ｓ45Ｃ（ＨR Ｃ25） 切削速度 190m/min 切り込み 1.5mm 送り 0.21mm/rpm 切削時間 6min 結果は下記のとおりであり、靭性、耐摩耗性に優れた材
料であることが分った。
料であることが分った。
ノーズ変形量 0.04mm 境界摩耗量 0.4mm 実施例２ 実施例１において作成したこの発明のサーメットをもっ
て、ＳＤＫＮ42ＺＴＮの形状をもった切削チップを切出
し、下記の条件での断続切削試験を行った。
て、ＳＤＫＮ42ＺＴＮの形状をもった切削チップを切出
し、下記の条件での断続切削試験を行った。
被削材 ＳＫＳ３ 切削速度 88m/min 切り込み 1.5mm 送り 0.11mm/rpm 切削時間 160min 結果は下記のとおりであり、耐熱衝撃性に優れた材料で
あることが分った。
あることが分った。
サーマルクラック発生数 ０〜１個 逃げ面摩耗幅 0.02mm 実施例３ 実施例１と同じ固溶粉末75wt％と、Ｍｏ２Ｃ粉10wt％、
Ｎi 粉 7.5wt％、Ｃo 粉 7.5wt％とを用い、実施例１と
同様にしてこの発明のサーメットを得た。
Ｎi 粉 7.5wt％、Ｃo 粉 7.5wt％とを用い、実施例１と
同様にしてこの発明のサーメットを得た。
得られたものについて実施例１と同様にして試験をした
ところ、下記の結果を得た。
ところ、下記の結果を得た。
常温硬度…ＨR Ａ91.8 高温強度…Ｈｖ820(600 ℃) 常温抗折力…190kgf/mm２ 実施例４ 実施例１と同じ固溶粉末80wt％と、Ｍｏ２Ｃ粉 5wt％、
Ｎｉ粉 7.5wt％、Ｃｏ粉 7.5wt％とを用い、実施例１と
同様にしてこの発明のサーメットを得た。
Ｎｉ粉 7.5wt％、Ｃｏ粉 7.5wt％とを用い、実施例１と
同様にしてこの発明のサーメットを得た。
得られたものについて実施例１と同様にして試験をした
ところ、下記の結果を得た。
ところ、下記の結果を得た。
常温硬度…ＨR Ａ91.0 高温硬度…Ｈｖ800(600 ℃) 常温抗折力…kgf/mm２ 実施例５ 固溶粉末の組成中、ＴｉＣを55wt％、ＴａＣを5wt ％に
した以外は実施例１と同様にして試験をしたところ下記
の結果を得た。
した以外は実施例１と同様にして試験をしたところ下記
の結果を得た。
常温硬度…ＨR Ａ91.8 高温硬度…Ｈｖ790(600 ℃) 常温抗折力…180kgf/mm２ 実施例６ 固溶粉末を75wt％、Ｍｏ２Ｃを10wt％とした以外は実施
例１と同様にして、この発明のサーメットを得た。
例１と同様にして、この発明のサーメットを得た。
得られたものについて実施例１と同様にして試験をした
ところ、下記の結果を得た。
ところ、下記の結果を得た。
常温硬度…ＨR Ａ91.3 高温硬度…Ｈｖ720(600 ℃) 常温抗折力…160kgf/mm２ 実施例７ 固溶粉末を80wt％、Ｍｏ２Ｃを 5wt％とした以外は実施
例４と同様にして、この発明のサーメットを得た。
例４と同様にして、この発明のサーメットを得た。
得られたものについて、実施例１と同様にして試験をし
たところ、下記の結果を得た。
たところ、下記の結果を得た。
常温硬度…ＨR Ａ90.8 高温硬度…Ｈｖ700(600 ℃) 常温抗折力…180kgf/mm２ 比較例１ ＴｉＮ50wt％とＴｉＣ50wt％の固溶粉末29.4wt％、ＷＣ
50wt％とＴｉＣ30wt％とＴａＣ20wt％の固溶粉末39.2wt
％、ＴｉＣ 4.9wt％にＭｏ２Ｃ11.8wt％、Ｎｉ粉14.7wt
％を用いて実施例１と同様にして比較用のサーメットを
得た。
50wt％とＴｉＣ30wt％とＴａＣ20wt％の固溶粉末39.2wt
％、ＴｉＣ 4.9wt％にＭｏ２Ｃ11.8wt％、Ｎｉ粉14.7wt
％を用いて実施例１と同様にして比較用のサーメットを
得た。
得られたものについてその組織を光学顕微鏡（× 150）
で観察したところ、第１図に示すように多くの内部ポア
が見られた。
で観察したところ、第１図に示すように多くの内部ポア
が見られた。
比較例２ ＴｉＣ55wt％、ＴｉＮ28wt％、ＷＣ17wt％よりなる固溶
体 68.75wt％と、ＴａＣ80wt％、ＷＣ20wt％よりなる固
溶体6.25wt％とＭｏ２Ｃ10wt％、Ｎｉ粉15wt％を用いて
実施例１と同様にして比較用のサーメットを得た。
体 68.75wt％と、ＴａＣ80wt％、ＷＣ20wt％よりなる固
溶体6.25wt％とＭｏ２Ｃ10wt％、Ｎｉ粉15wt％を用いて
実施例１と同様にして比較用のサーメットを得た。
得られたものについてその組織を光学顕微鏡（× 150）
で観察したところ第２図に示すように細かい内部ポアが
多数見られた。
で観察したところ第２図に示すように細かい内部ポアが
多数見られた。
［発明の効果］ この発明によれば、真空焼結であるにも拘らず焼結時の
脱窒素反応が抑制され、内部ポアのない焼結体が得ら
れ、しかも該焼結体の静的常温破壊強度が高い。これを
工具材料として用いると、断続、連続切削において、耐
チッピング性、耐摩耗性に優れたものとなる。
脱窒素反応が抑制され、内部ポアのない焼結体が得ら
れ、しかも該焼結体の静的常温破壊強度が高い。これを
工具材料として用いると、断続、連続切削において、耐
チッピング性、耐摩耗性に優れたものとなる。
第１図は比較例１の、第２図は比較例２の組織を示す顕
微鏡写真である。
微鏡写真である。
Claims (1)
- 【請求項１】TiC 50〜60wt％、TiN 10〜30wt％、WC 10
〜30wt％、TaC 5〜15wt％からなるTiC−TiN−WC−TaCの
四元系固溶粉末を予め作製し、該固溶粉末70〜80wt％
に、CoとNiとの組成比が１：0.8〜1.2であるCo及びNiの
結合相金属10〜20wt％、及びMo2C 20〜５wt％を添加
し、これを混合し、圧粉体に成形し、真空焼結すること
を特徴とする耐摩耗性窒化チタン系サーメットの製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62035723A JPH0635625B2 (ja) | 1987-02-20 | 1987-02-20 | 耐摩耗性窒化チタン系サーメットの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62035723A JPH0635625B2 (ja) | 1987-02-20 | 1987-02-20 | 耐摩耗性窒化チタン系サーメットの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63203743A JPS63203743A (ja) | 1988-08-23 |
| JPH0635625B2 true JPH0635625B2 (ja) | 1994-05-11 |
Family
ID=12449773
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62035723A Expired - Lifetime JPH0635625B2 (ja) | 1987-02-20 | 1987-02-20 | 耐摩耗性窒化チタン系サーメットの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0635625B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2666853B2 (ja) * | 1988-09-27 | 1997-10-22 | 日本タングステン株式会社 | 超硬合金の製造方法 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5917177B2 (ja) * | 1978-05-16 | 1984-04-19 | 三菱マテリアル株式会社 | 強靭サ−メツト |
| JPS5510657A (en) * | 1978-07-07 | 1980-01-25 | Laurel Bank Machine Co | Device for preventing illegal take out in bill dispenser |
| JPS5687648A (en) * | 1979-12-14 | 1981-07-16 | O S G Kk | Cermet coated with hard metal compound |
| JPS57169058A (en) * | 1981-04-07 | 1982-10-18 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Sintered hard alloy for working of hard to machine material |
| JPS5931584A (ja) * | 1982-07-15 | 1984-02-20 | 松下電工株式会社 | コ−ドブツシング |
| JPS60106941A (ja) * | 1983-11-14 | 1985-06-12 | Hitachi Choko Kk | 強靭性サ−メット |
| JPS60106938A (ja) * | 1983-11-14 | 1985-06-12 | Hitachi Choko Kk | 強靭性サ−メット |
| JPS613853A (ja) * | 1984-06-18 | 1986-01-09 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 焼結硬質合金の製造法 |
| JPS61243139A (ja) * | 1985-04-19 | 1986-10-29 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 焼結硬質合金の製造法 |
-
1987
- 1987-02-20 JP JP62035723A patent/JPH0635625B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63203743A (ja) | 1988-08-23 |
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