JPH0660361B2 - 焼結硬質合金製造法 - Google Patents
焼結硬質合金製造法Info
- Publication number
- JPH0660361B2 JPH0660361B2 JP60104326A JP10432685A JPH0660361B2 JP H0660361 B2 JPH0660361 B2 JP H0660361B2 JP 60104326 A JP60104326 A JP 60104326A JP 10432685 A JP10432685 A JP 10432685A JP H0660361 B2 JPH0660361 B2 JP H0660361B2
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- Japan
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- hard alloy
- powder
- sintered hard
- mixed
- producing
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Description
【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明は、極めて信頼性の高い焼結硬質合金高能率切削
工具材料を提供することにある。
工具材料を提供することにある。
［技術背景］ ＴｉとＴａ，Ｍｏ，Ｗの複炭窒化物を硬質分散相とし２
〜50wt％のＮｉ，Ｃｏで結合した焼結硬質合金切削工具
（以下サーメットと称す）は、従来のＷＣなどの炭化物
をＣｏで結合した焼結硬質合金切削工具（以下超硬合金
と称す）にくらべ被削材である鋼との溶着性にすぐれる
ことから、仕上げ切削工具として超硬合金にかわって実
用に供している。しかしながら焼結中に炭窒化物が分解
し、いわゆる脱窒現象を生じるため硬質分散相中のＷ，
Ｍｏなどが結合金属相中に溶け込み結合金属であるＮ
ｉ，Ｃｏなどと低級の複炭窒化物を生成しやすいことが
知られている。この低級の複炭窒化物は極めて脆いため
低級複炭窒化物が生成すると該サーメットの靭性が大幅
に低下してしまうため切削工具としての信頼性をそこね
るため好ましくない。とくにこの脱窒現象は該サーメッ
トの窒素含有量が多い程激しいためサーメットに含有し
うる窒素量には自ずと限界があった。
〜50wt％のＮｉ，Ｃｏで結合した焼結硬質合金切削工具
（以下サーメットと称す）は、従来のＷＣなどの炭化物
をＣｏで結合した焼結硬質合金切削工具（以下超硬合金
と称す）にくらべ被削材である鋼との溶着性にすぐれる
ことから、仕上げ切削工具として超硬合金にかわって実
用に供している。しかしながら焼結中に炭窒化物が分解
し、いわゆる脱窒現象を生じるため硬質分散相中のＷ，
Ｍｏなどが結合金属相中に溶け込み結合金属であるＮ
ｉ，Ｃｏなどと低級の複炭窒化物を生成しやすいことが
知られている。この低級の複炭窒化物は極めて脆いため
低級複炭窒化物が生成すると該サーメットの靭性が大幅
に低下してしまうため切削工具としての信頼性をそこね
るため好ましくない。とくにこの脱窒現象は該サーメッ
トの窒素含有量が多い程激しいためサーメットに含有し
うる窒素量には自ずと限界があった。
一方最近の産業界においては、ますます生産性、能率の
向上が要求され切削工具材料にかんしても従来以上に高
い信頼性と、高能率加工性がっ要求されるようになって
きている。
向上が要求され切削工具材料にかんしても従来以上に高
い信頼性と、高能率加工性がっ要求されるようになって
きている。
サーメットにおいてこれら産業界の要求を満たすために
は、窒素含有量を増やせば良いことは、当該製造業者に
とって広く知られた技術である。従って先に開示した焼
結中の炭窒化物の分解による脱窒現象をいかに防ぐかが
技術の要点であることは言うまでもない。
は、窒素含有量を増やせば良いことは、当該製造業者に
とって広く知られた技術である。従って先に開示した焼
結中の炭窒化物の分解による脱窒現象をいかに防ぐかが
技術の要点であることは言うまでもない。
そのため窒素雰囲気中で焼結することが一般的である。
しかしながら窒素雰囲気中で焼結すると焼結時に圧粉体
からの脱ガス現象がさまたげられるため焼結完了後も該
サーメットにポアが残留しやすいことからこの方法によ
って窒素含有量を増やすのも自ずと限界があった。
しかしながら窒素雰囲気中で焼結すると焼結時に圧粉体
からの脱ガス現象がさまたげられるため焼結完了後も該
サーメットにポアが残留しやすいことからこの方法によ
って窒素含有量を増やすのも自ずと限界があった。
［発明の開示］ サーメットの窒素含有量に制限があるのは、焼結時に炭
窒化物が分解し、いわゆる脱窒現象を生じるため硬質分
散相中のW,Ｍｏなどが結合金属相中に溶け込み結合金属
であるＮｉ，Ｃｏなどと極めて脆い低級の複炭窒化物を
生成するからである。
窒化物が分解し、いわゆる脱窒現象を生じるため硬質分
散相中のW,Ｍｏなどが結合金属相中に溶け込み結合金属
であるＮｉ，Ｃｏなどと極めて脆い低級の複炭窒化物を
生成するからである。
そこで発明者は、あらかじめ結合金属相であるＮi,Ｃｏ
中にW,Ｍｏを十分に固溶させておけばよいと考えた。焼
結時に炭窒化物が分解しても硬質分散相中のW,Ｍｏなど
が、結合金属相に溶け込めないためＮi,Ｃｏなどと極め
て脆い低級の複炭窒化物を生成しないのではないかと考
えた。この考えにしたがってサーメットを試作してみた
ところ、予想どおりの効果が得られた。
中にW,Ｍｏを十分に固溶させておけばよいと考えた。焼
結時に炭窒化物が分解しても硬質分散相中のW,Ｍｏなど
が、結合金属相に溶け込めないためＮi,Ｃｏなどと極め
て脆い低級の複炭窒化物を生成しないのではないかと考
えた。この考えにしたがってサーメットを試作してみた
ところ、予想どおりの効果が得られた。
なおＮi,Ｃｏ中にW,Ｍｏを十分に固溶させる方法として
は、種々考えられるが、Ｎi,Ｃo,W,Ｍｏの金属粉末を乾
式アトライターで混合して機械的に合金化させるメカニ
カルアロイング法によって混合する方法や、Ｎi,Ｃo,W,
Ｍｏの金属粉末を混合したのち、非酸化雰囲気中で50０
〜1200℃の温度で加熱処理することによってＮi,Ｃｏ中
にW,Ｍｏを十分に固溶させることが好ましい。なお非酸
化雰囲気とは、水素，窒素,アルゴン気流中,あるいは真
空中を意味し、50０℃以下では固溶の効果が十分でな
く、1200℃以上では金属粉末同士の焼結が促進され、粉
砕が困難になるため好ましくない。
は、種々考えられるが、Ｎi,Ｃo,W,Ｍｏの金属粉末を乾
式アトライターで混合して機械的に合金化させるメカニ
カルアロイング法によって混合する方法や、Ｎi,Ｃo,W,
Ｍｏの金属粉末を混合したのち、非酸化雰囲気中で50０
〜1200℃の温度で加熱処理することによってＮi,Ｃｏ中
にW,Ｍｏを十分に固溶させることが好ましい。なお非酸
化雰囲気とは、水素，窒素,アルゴン気流中,あるいは真
空中を意味し、50０℃以下では固溶の効果が十分でな
く、1200℃以上では金属粉末同士の焼結が促進され、粉
砕が困難になるため好ましくない。
以下実施例で詳細に説明する。
実施例１ 市販のＮi,Ｃo,W,Ｍｏ粉末を、それぞれＮｉ 500ｇ,Ｃ
ｏ1000ｇ,Ｍｏ300ｇ,Ｗ200ｇを計取しＶ型ミキサーで１
時間混合したのち、水蒸気流中にて850℃にて30分間熱
処理した。この粉末に焼結完了後の組成が硬質分散相が
原子比で(Ti0.85Ta0.05Ｍo0.03Ｗ0.07)(Ｃ０．５８Ｎ
0.42)，結合金属相が15wt％となるように調整した、Ｔ
i,Ｔa,Ｗの複炭窒化物を加えたのち、湿式アトライター
にて混合粉砕したのち型押し成形して圧粉体を作成し
た。この圧粉体を真空中で1200℃まで加熱したのち、窒
素分圧15Torrにて1500℃まで加熱、1500℃にて１時間焼
結した。この試料をＡと比較のため同様複炭窒化物にＮ
i,Ｃo,W,Ｍｏ粉末を加え混合、粉砕したのち型押し成形
して圧粉体を作成し、Ａと同様に焼結したものをＢとす
る。
ｏ1000ｇ,Ｍｏ300ｇ,Ｗ200ｇを計取しＶ型ミキサーで１
時間混合したのち、水蒸気流中にて850℃にて30分間熱
処理した。この粉末に焼結完了後の組成が硬質分散相が
原子比で(Ti0.85Ta0.05Ｍo0.03Ｗ0.07)(Ｃ０．５８Ｎ
0.42)，結合金属相が15wt％となるように調整した、Ｔ
i,Ｔa,Ｗの複炭窒化物を加えたのち、湿式アトライター
にて混合粉砕したのち型押し成形して圧粉体を作成し
た。この圧粉体を真空中で1200℃まで加熱したのち、窒
素分圧15Torrにて1500℃まで加熱、1500℃にて１時間焼
結した。この試料をＡと比較のため同様複炭窒化物にＮ
i,Ｃo,W,Ｍｏ粉末を加え混合、粉砕したのち型押し成形
して圧粉体を作成し、Ａと同様に焼結したものをＢとす
る。
両者の組織を研磨した試料を村上氏液にてエッチングし
たのち金属顕微鏡で調べたところＢの試料からは、低級
複炭窒化物が認められたがＡにはまったく認められなか
った。
たのち金属顕微鏡で調べたところＢの試料からは、低級
複炭窒化物が認められたがＡにはまったく認められなか
った。
実施例２ 実施例１と同様の方法にてＮi,Ｃo,W,Ｍｏ混合粉末を作
成したのち、真空中にて400℃,800℃，1350℃にてそれ
ぞれ１時間熱処理した。これらの粉末を用いて実施例１
Ａと全く同じ方法にて、同じ組成のサーメットを作成し
た。但し1350℃にて熱処理したものは、湿式アトライタ
ーにて混合、粉砕が不可能であったため試料作成はしな
かった。800℃にて熱処理した粉末を用いた試料をＣ、4
00℃にて処理した粉末を用いた試料をＤとする。組織を
観察したところＤからはわずかに低級複炭窒化物が認め
られたがＣにはまったく認められなかった。
成したのち、真空中にて400℃,800℃，1350℃にてそれ
ぞれ１時間熱処理した。これらの粉末を用いて実施例１
Ａと全く同じ方法にて、同じ組成のサーメットを作成し
た。但し1350℃にて熱処理したものは、湿式アトライタ
ーにて混合、粉砕が不可能であったため試料作成はしな
かった。800℃にて熱処理した粉末を用いた試料をＣ、4
00℃にて処理した粉末を用いた試料をＤとする。組織を
観察したところＤからはわずかに低級複炭窒化物が認め
られたがＣにはまったく認められなかった。
実施例３ 実施例１と同じ量のＮi,Ｃo,W,Ｍｏ混合粉末を乾式アト
ライターにて10時間混合するいわゆるメカニカルアロイ
ング法にて混合した。この粉末を用い実施例１Ａと全く
同じ方法にて、同じ組成のサーメットを作成したこの試
料をＥとする。Ｅからは全く低級複炭窒化物が認められ
なかった。
ライターにて10時間混合するいわゆるメカニカルアロイ
ング法にて混合した。この粉末を用い実施例１Ａと全く
同じ方法にて、同じ組成のサーメットを作成したこの試
料をＥとする。Ｅからは全く低級複炭窒化物が認められ
なかった。
実施例４ Ａ,Ｂ,Ｃ,Ｄ,Ｅの試料で性能を比較するため以下の条件
で切削試験を行った。
で切削試験を行った。
切削条件１ 被削材 SCM435(ブリネル硬度280) 切削速度 180m/min. 送り 0.36mm/rev. 切り込み ２mm ホルダー FN11R-44A 工具 SNGN 432 切削剤 使用せず 切削時間 10分間 Ａはフランク摩耗0.24mm,Ｃは0.23mm,Ｅは0.25mmであっ
たのにたいし、Ｂは0.38mm,Ｄは0.32mmであった。
たのにたいし、Ｂは0.38mm,Ｄは0.32mmであった。
切削条件２ 被削材 SCM435(ブリネル硬度280 100×200mm) 切削速度 180m/min. 送り 0.15mm/t. 切り込み ２mm カッター DPG4160R 工具 SPCH42TR 切削剤 使用せず 切削時間 10分間 Ａはフランク摩耗が0.17mm,Ｃは0.18mm,Ｅは0.16mmであ
ったのにたいし、Ｂは２分18秒で、Ｄは８分38秒で欠損
してしまった。
ったのにたいし、Ｂは２分18秒で、Ｄは８分38秒で欠損
してしまった。
切削条件３ 被削材 SCM 435(ブリネリ硬度280 ４溝材） 切削速度 100m/min. 送り 0.25mm/rev. 切り込み ２mm ホルダー FN11R-44A 工具 SNGN432 切削剤 使用せず 切削時間 30sec. 各試料とも20切刃切削してＡは18切刃,Ｃは19切刃,Ｅは
16切刃切削可能であったとにたいし、Ｂは２切刃、Ｄも
８切刃しか切削出来なかった。
16切刃切削可能であったとにたいし、Ｂは２切刃、Ｄも
８切刃しか切削出来なかった。
Claims (3)
- 【請求項１】ＴｉとＴａ，Ｍｏ，Ｗの複炭窒化物を硬質
分散相とし２〜50ｗｔ％のＮｉ，Ｃｏで結合した焼結硬
質合金を製造するにあたり、Ｎｉ，Ｃｏ，Ｗ，Ｍｏの金
属粉末をあらかじめ十分に混合しておき、この粉末に炭
化物，窒化物，炭窒化物からなる群より選んだ１種、も
しくは２種以上の化合物を加え混合粉砕したのちに型押
し成形した圧粉体を焼結することを特徴とする焼結硬質
合金製造法。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項記載の焼結硬質合金
製造法において、Ｎｉ，Ｃｏ，Ｗ，Ｍｏの金属粉末を乾
式アトライターで混合して機械的に合金化させるメカニ
カルアロイング法によって混合し、この粉末に炭化物，
窒化物，炭窒化物からなる群より選んだ１種、もしくは
２種以上の化合物を加え混合粉砕したのちに型押し成形
した圧粉体を焼結することを特徴とする焼結硬質合金製
造法。 - 【請求項３】特許請求の範囲第１、第２項記載の焼結硬
質合金製造法において、Ｎｉ，Ｃｏ，Ｗ，Ｍｏの金属粉
末を混合したのち、非酸化雰囲気中で500 〜1200℃の温
度で加熱処理することによって合金化し、この粉末に炭
化物，窒化物，炭窒化物からなる群より選んだ１種、も
しくは２種以上の化合物を加え混合粉砕したのちに型押
し成形した圧粉体を焼結することを特徴とする焼結硬質
合金製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60104326A JPH0660361B2 (ja) | 1985-05-16 | 1985-05-16 | 焼結硬質合金製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60104326A JPH0660361B2 (ja) | 1985-05-16 | 1985-05-16 | 焼結硬質合金製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61264142A JPS61264142A (ja) | 1986-11-22 |
| JPH0660361B2 true JPH0660361B2 (ja) | 1994-08-10 |
Family
ID=14377807
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60104326A Expired - Lifetime JPH0660361B2 (ja) | 1985-05-16 | 1985-05-16 | 焼結硬質合金製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0660361B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07173568A (ja) * | 1990-12-26 | 1995-07-11 | Hitachi Tool Eng Ltd | 超硬質合金 |
| SE9202090D0 (sv) * | 1992-07-06 | 1992-07-06 | Sandvik Ab | Sintered carbonitride alloy with improved toughness behaviour |
| GB2392675B (en) * | 2001-07-03 | 2005-05-18 | Honda Motor Co Ltd | Multicomponent ceramics powder, method of manufacturing multicomponent ceramics powder and sintered body |
| JP4143281B2 (ja) * | 2001-07-03 | 2008-09-03 | 本田技研工業株式会社 | 多元系セラミックス粉末または焼結体の製造方法 |
-
1985
- 1985-05-16 JP JP60104326A patent/JPH0660361B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61264142A (ja) | 1986-11-22 |
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