JPH08209286A - チップソー用硬質合金 - Google Patents
チップソー用硬質合金Info
- Publication number
- JPH08209286A JPH08209286A JP3762395A JP3762395A JPH08209286A JP H08209286 A JPH08209286 A JP H08209286A JP 3762395 A JP3762395 A JP 3762395A JP 3762395 A JP3762395 A JP 3762395A JP H08209286 A JPH08209286 A JP H08209286A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- chipsaw
- cutting
- hard alloy
- hard
- hard metal
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- Pending
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- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明はチップソー用硬質合金において耐ヒ
ートクラック性改善し、高速でのパイプ等の切断におい
て長寿命のチップソーを提供する。 【構成】 チップソー用硬質合金においてＴｉＣ：１０
〜４０％、ＴｉＮ：０〜４０％、ＷＣ：０〜３０％、Ｔ
ａＣまたはＮｂＣ：０〜２５％、Ｍｏ2Ｃ：０〜１５
％、Ｃｏ＋Ｎｉ：１０〜２５％であるサーメットより構
成する。
ートクラック性改善し、高速でのパイプ等の切断におい
て長寿命のチップソーを提供する。 【構成】 チップソー用硬質合金においてＴｉＣ：１０
〜４０％、ＴｉＮ：０〜４０％、ＷＣ：０〜３０％、Ｔ
ａＣまたはＮｂＣ：０〜２５％、Ｍｏ2Ｃ：０〜１５
％、Ｃｏ＋Ｎｉ：１０〜２５％であるサーメットより構
成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本願発明は、例えば管を切断する
のに用いられる外周に沿っている多数の切り刃用チップ
をとりつけたチップソーに用いられる硬質合金に関す
る。
のに用いられる外周に沿っている多数の切り刃用チップ
をとりつけたチップソーに用いられる硬質合金に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】金属等の切断においては従来は、砥石に
よる切断が一般的であった。この場合、砥石の破損及び
その飛散、火花による発火等の安全上の問題が数多くあ
り、近年は砥石の代用として金属製円板の外周に超硬合
金よりなるチップをとりつける傾向にある。また超硬合
金においては、組成や粒度の影響の研究がなされ、特開
平６−３１５３０にみられるように切断寿命を大巾に向
上させた例もみられる。
よる切断が一般的であった。この場合、砥石の破損及び
その飛散、火花による発火等の安全上の問題が数多くあ
り、近年は砥石の代用として金属製円板の外周に超硬合
金よりなるチップをとりつける傾向にある。また超硬合
金においては、組成や粒度の影響の研究がなされ、特開
平６−３１５３０にみられるように切断寿命を大巾に向
上させた例もみられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年に
おいては切断速度も１５００ｍ／ｍｉｎ以上が要求され
るなど、全般的に高速、高能率切断の傾向があり、超硬
合金においては、耐摩耗性の点でユーザーの期待に答え
られなくなっているのが現状である。本発明の目的は従
来に比べ、高速切削における耐摩耗性を向上させるとと
もに高速切削時に問題となる耐熱クラック性を向上させ
ることにより、高速切削における切削寿命の優れたチッ
プソー用硬質合金を提供することである。
おいては切断速度も１５００ｍ／ｍｉｎ以上が要求され
るなど、全般的に高速、高能率切断の傾向があり、超硬
合金においては、耐摩耗性の点でユーザーの期待に答え
られなくなっているのが現状である。本発明の目的は従
来に比べ、高速切削における耐摩耗性を向上させるとと
もに高速切削時に問題となる耐熱クラック性を向上させ
ることにより、高速切削における切削寿命の優れたチッ
プソー用硬質合金を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的は、サーメット
合金を用いることより、また、その硬質相形成成分、硬
質相形成成分と結合相形成成分の比率、及び結合相の格
子定数などの範囲を選定し、サーメット合金の耐熱クラ
ック性を向上させることにより達成される。
合金を用いることより、また、その硬質相形成成分、硬
質相形成成分と結合相形成成分の比率、及び結合相の格
子定数などの範囲を選定し、サーメット合金の耐熱クラ
ック性を向上させることにより達成される。
【０００５】
【作用】本発明者は、種々の組成を有するサーメット合
金及び超硬合金のチップソーにおいて、切削速度１５０
０ｍ／ｍｉｎを越える条件下で切削評価と観察を続けた
結果、チップには微細なヒートクラックが亀の子状に発
生し、被削材の溶着によりヒートクラックで囲まれた部
分がミクロ的に脱落することにより摩耗が進行し寿命に
至り、脱落が比較的、大きい範囲で発生した場合には、
切削抵抗の急増によりチッピングを誘発し、寿命に至る
事実を発見した。つまり、微細なヒートクラックの発生
が全てを支配するため、チップソー用材料の耐ヒートク
ラック性を向上させれば長寿命が得られることが明らか
となった。
金及び超硬合金のチップソーにおいて、切削速度１５０
０ｍ／ｍｉｎを越える条件下で切削評価と観察を続けた
結果、チップには微細なヒートクラックが亀の子状に発
生し、被削材の溶着によりヒートクラックで囲まれた部
分がミクロ的に脱落することにより摩耗が進行し寿命に
至り、脱落が比較的、大きい範囲で発生した場合には、
切削抵抗の急増によりチッピングを誘発し、寿命に至る
事実を発見した。つまり、微細なヒートクラックの発生
が全てを支配するため、チップソー用材料の耐ヒートク
ラック性を向上させれば長寿命が得られることが明らか
となった。
【０００６】一般に高速仕上用に用いられるＪＩＳ Ｐ
１０、Ｐ０１、Ｋ１０、Ｋ０１に表示されるサーメット
合金は、耐熱性、高速での耐摩耗性を重視し、結合金属
相は１０％以下のものが多い。しかし、このような合金
は破壊靱性値が低く、一旦微細なヒートクラックが発生
するとすぐに全体的な欠損に至るものである。従って、
結合相量は、発生したヒートクラックの伝播をできるだ
け抑制すべく１０〜２５％の範囲が必要となる。１０％
未満では上述の様に直ぐ欠損に至り、２５％を越えると
著しく耐摩耗性が損なわれる。主成分の ＴｉＣ、Ｔｉ
Ｎに関しては、全体の量が８０％を越えると熱伝導性が
劣化し、ヒートクラックが発生し易くなる。少なすぎる
とサーメットの長所である耐摩耗性、耐溶着性が劣化す
る。従って、ＴｉＣとＴｉＮの総量としては４０〜７０
％が最も好ましい結果が得られる。ＴｉＮに関しては添
加量が増えるにつれ破壊靱性値が向上する傾向にあり、
好ましく添加される方が良い。しかし４０％を越えると
硬質材料内部に欠陥が発生し易くなる傾向を有する。
１０、Ｐ０１、Ｋ１０、Ｋ０１に表示されるサーメット
合金は、耐熱性、高速での耐摩耗性を重視し、結合金属
相は１０％以下のものが多い。しかし、このような合金
は破壊靱性値が低く、一旦微細なヒートクラックが発生
するとすぐに全体的な欠損に至るものである。従って、
結合相量は、発生したヒートクラックの伝播をできるだ
け抑制すべく１０〜２５％の範囲が必要となる。１０％
未満では上述の様に直ぐ欠損に至り、２５％を越えると
著しく耐摩耗性が損なわれる。主成分の ＴｉＣ、Ｔｉ
Ｎに関しては、全体の量が８０％を越えると熱伝導性が
劣化し、ヒートクラックが発生し易くなる。少なすぎる
とサーメットの長所である耐摩耗性、耐溶着性が劣化す
る。従って、ＴｉＣとＴｉＮの総量としては４０〜７０
％が最も好ましい結果が得られる。ＴｉＮに関しては添
加量が増えるにつれ破壊靱性値が向上する傾向にあり、
好ましく添加される方が良い。しかし４０％を越えると
硬質材料内部に欠陥が発生し易くなる傾向を有する。
【０００７】ＷＣに関しては、サーメットの靱性と熱伝
導率を向上する作用を有するため添加される方が好まし
いが、添加に伴い耐摩耗性は悪くなり、３０％を越える
と耐摩耗性が著しく劣化する。ＴａＣ、ＮｂＣに関して
は高温での耐摩耗性を向上するため添加される方が好ま
しいが、２５％を越えると耐こすり摩耗性が劣化する。
Ｍｏ2Ｃに関しては組織を微細化し靱性を向上する作用
があり添加される方が好ましいが、１５％を越えるとＭ
ｏ2Ｃ自体が軟らかいため高温での耐摩耗性及び耐こす
り摩耗性ともに劣化する傾向にある。
導率を向上する作用を有するため添加される方が好まし
いが、添加に伴い耐摩耗性は悪くなり、３０％を越える
と耐摩耗性が著しく劣化する。ＴａＣ、ＮｂＣに関して
は高温での耐摩耗性を向上するため添加される方が好ま
しいが、２５％を越えると耐こすり摩耗性が劣化する。
Ｍｏ2Ｃに関しては組織を微細化し靱性を向上する作用
があり添加される方が好ましいが、１５％を越えるとＭ
ｏ2Ｃ自体が軟らかいため高温での耐摩耗性及び耐こす
り摩耗性ともに劣化する傾向にある。
【０００８】また、上述した組成のサーメット合金の結
合金属相は合金の総炭素量により、その格子定数が変化
する。格子定数は低炭素ほど結合相中に固溶するその他
の成分が増えるため大きい値をとなり、高炭素側ほど小
さくなり、一般的に約３．５５０オングストロームから
３．６２０オングストロームの範囲を示す。本発明にお
いては３．５８オングストローム〜３．６１オングスト
ロームの範囲、つまり炭素量が低い側がより好ましい結
果となった。その理由は低炭素側ほど結合金属相に固溶
するＷ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｍｏ等の金属が増え、結合
金属相を固溶強化し、高温特性を向上させる点にある。
さらに加えて、ヒートクラックの伝播経路は、硬質相と
結合相の界面を徐々に伝播することが明らかとなり、そ
の界面強度は、硬質相と純ＣｏＮｉよりも硬質相とＷ等
を固溶したＣｏＮｉの方が強く、低炭素化により硬質相
と結合相の界面強度が向上し、その結果ヒートクラック
の伝播が抑制されることが大きな理由である。本発明に
おいては、格子定数はＣｏ、Ｎｉの（１１１）面の回折
角より算出したが、３．６１を越えるとしばしば合金中
に脆い脱炭層が形成される場合があり好ましくない。
合金属相は合金の総炭素量により、その格子定数が変化
する。格子定数は低炭素ほど結合相中に固溶するその他
の成分が増えるため大きい値をとなり、高炭素側ほど小
さくなり、一般的に約３．５５０オングストロームから
３．６２０オングストロームの範囲を示す。本発明にお
いては３．５８オングストローム〜３．６１オングスト
ロームの範囲、つまり炭素量が低い側がより好ましい結
果となった。その理由は低炭素側ほど結合金属相に固溶
するＷ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｍｏ等の金属が増え、結合
金属相を固溶強化し、高温特性を向上させる点にある。
さらに加えて、ヒートクラックの伝播経路は、硬質相と
結合相の界面を徐々に伝播することが明らかとなり、そ
の界面強度は、硬質相と純ＣｏＮｉよりも硬質相とＷ等
を固溶したＣｏＮｉの方が強く、低炭素化により硬質相
と結合相の界面強度が向上し、その結果ヒートクラック
の伝播が抑制されることが大きな理由である。本発明に
おいては、格子定数はＣｏ、Ｎｉの（１１１）面の回折
角より算出したが、３．６１を越えるとしばしば合金中
に脆い脱炭層が形成される場合があり好ましくない。
【０００９】硬さは主に、組成に依存するがロックウェ
ルＡスケールで８５未満であると耐摩耗性が劣るだけで
なく塑性変形が発生し易くなり、９１．５を越えると靱
性が劣化し上述のようにヒートクラックが伝播し易くな
る。また、このような場合に対し耐塑性変形性を改善す
る目的でＺｒ、Ｈｆ、Ｖの金属、炭化物、窒化物、炭窒
化物の１種又は２種以上で添加すると効果があるが、５
％を越えると靱性を劣化する傾向を有す。
ルＡスケールで８５未満であると耐摩耗性が劣るだけで
なく塑性変形が発生し易くなり、９１．５を越えると靱
性が劣化し上述のようにヒートクラックが伝播し易くな
る。また、このような場合に対し耐塑性変形性を改善す
る目的でＺｒ、Ｈｆ、Ｖの金属、炭化物、窒化物、炭窒
化物の１種又は２種以上で添加すると効果があるが、５
％を越えると靱性を劣化する傾向を有す。
【００１０】
【実施例】以下、実施例により本願発明を詳細に説明す
る。表１に示す組成になるように市販の平均粒径１．２
μのＴｉＣ、ＴｉＮ、ＴｉＣＮ粉末、同１．５μのＷＣ
粉末、同１．４μのＴａＣ、ＮｂＣ粉末、同１．８μの
Ｍｏ2 Ｃ粉末及びＣｏ、Ｎｉ粉末を用いアトライターで
７時間混合し、乾燥の後、ソー用チップをプレス、焼結
した。焼結条件は、１５００℃１時間、窒素０．３Ｔｏ
ｒｒの雰囲気で行った。チップソーは金属切断に用いら
れる一般的なものである。
る。表１に示す組成になるように市販の平均粒径１．２
μのＴｉＣ、ＴｉＮ、ＴｉＣＮ粉末、同１．５μのＷＣ
粉末、同１．４μのＴａＣ、ＮｂＣ粉末、同１．８μの
Ｍｏ2 Ｃ粉末及びＣｏ、Ｎｉ粉末を用いアトライターで
７時間混合し、乾燥の後、ソー用チップをプレス、焼結
した。焼結条件は、１５００℃１時間、窒素０．３Ｔｏ
ｒｒの雰囲気で行った。チップソーは金属切断に用いら
れる一般的なものである。
【００１１】
【表１】
【００１２】これらのチップソーを用い、直径１００ｍ
ｍ、肉厚４ｍｍのステンレス製パイプの切断を切削速度
１５００ｍ／ｍｉｎで行い、切断可能数の比較を行っ
た。それらの結果を表２に示す。
ｍ、肉厚４ｍｍのステンレス製パイプの切断を切削速度
１５００ｍ／ｍｉｎで行い、切断可能数の比較を行っ
た。それらの結果を表２に示す。
【００１３】
【表２】
【００１４】表２より、明らかに比較的軟らかい本発明
合金は、耐ヒートクラック性に優れるため、大巾な寿命
の向上が認められるとともに、低炭素側の合金がより長
寿命を示すことが明らかである。
合金は、耐ヒートクラック性に優れるため、大巾な寿命
の向上が認められるとともに、低炭素側の合金がより長
寿命を示すことが明らかである。
【００１５】
【発明の効果】本願発明硬質合金性チップソーは、従来
の超硬性チップソーに比べ、高速において耐摩耗性、耐
欠損性、耐ヒートクラック性に優れ、パイプなどの切断
において格段に長寿命が得られるものである。
の超硬性チップソーに比べ、高速において耐摩耗性、耐
欠損性、耐ヒートクラック性に優れ、パイプなどの切断
において格段に長寿命が得られるものである。
Claims (4)
- 【請求項１】 ＴｉＣＮ基のサーメットであり、硬質相
形成成分が重量比でＴｉＣ：１０〜４０％、ＴｉＮ：０
〜４０％、ＷＣ：０〜３０％、ＴａＣまたはＮｂＣ：０
〜２５％、Ｍｏ2Ｃ：０〜１５％であり、結合相成形成
分としてＣｏ＋Ｎｉ：１０〜２５％及び不可避不純物で
あることを特徴とするチップソー用硬質合金。 - 【請求項２】 Ｔｉの１部を重量比で５％以下の範囲で
Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｃｒの金属、炭化物、窒化物、炭窒化
物の１種又は２種以上で置き換えたことを特徴とする請
求項１項記載のチップソー用硬質合金。 - 【請求項３】 結合金属相の格子定数が３．５８０オン
グストローム〜３．６１０オングストロームであること
を特徴とする請求項１項及び２項記載のチップソー用硬
質合金。 - 【請求項４】 硬さがロックウェルＡスケールにおい
て、８５．０〜９１．５であることを特徴とする請求項
１項から３項記載のチップソー用硬質合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3762395A JPH08209286A (ja) | 1995-02-02 | 1995-02-02 | チップソー用硬質合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3762395A JPH08209286A (ja) | 1995-02-02 | 1995-02-02 | チップソー用硬質合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08209286A true JPH08209286A (ja) | 1996-08-13 |
Family
ID=12502771
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3762395A Pending JPH08209286A (ja) | 1995-02-02 | 1995-02-02 | チップソー用硬質合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08209286A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001076797A1 (en) * | 2000-04-07 | 2001-10-18 | Smit Engineering B.V. | Chain for sawing through an object, such as an object located in or on the water, and sawing installation provided with such a chain |
| CN103521770A (zh) * | 2013-09-22 | 2014-01-22 | 成都工具研究所有限公司 | TiCN基金属陶瓷 |
| CN110983141A (zh) * | 2019-12-25 | 2020-04-10 | 西华大学 | 一种Ti(C,N)基金属陶瓷/钢焊接件的制备方法 |
-
1995
- 1995-02-02 JP JP3762395A patent/JPH08209286A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001076797A1 (en) * | 2000-04-07 | 2001-10-18 | Smit Engineering B.V. | Chain for sawing through an object, such as an object located in or on the water, and sawing installation provided with such a chain |
| CN103521770A (zh) * | 2013-09-22 | 2014-01-22 | 成都工具研究所有限公司 | TiCN基金属陶瓷 |
| CN103521770B (zh) * | 2013-09-22 | 2015-10-28 | 成都工具研究所有限公司 | TiCN基金属陶瓷 |
| CN110983141A (zh) * | 2019-12-25 | 2020-04-10 | 西华大学 | 一种Ti(C,N)基金属陶瓷/钢焊接件的制备方法 |
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