JPH09302437A - 微粒超硬合金 - Google Patents
微粒超硬合金Info
- Publication number
- JPH09302437A JPH09302437A JP11455896A JP11455896A JPH09302437A JP H09302437 A JPH09302437 A JP H09302437A JP 11455896 A JP11455896 A JP 11455896A JP 11455896 A JP11455896 A JP 11455896A JP H09302437 A JPH09302437 A JP H09302437A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 切刃に用いた場合欠損が生せず，使用寿命の
長い微粒超硬合金を提供すること。 【解決手段】 硬質相と結合相とを備えた超硬合金にお
いて，前記硬質相は，炭化クロムを炭化タングステンに
対して複合化した１〜６μｍの粒径を有する複合炭化物
粉末から実質的になる。
長い微粒超硬合金を提供すること。 【解決手段】 硬質相と結合相とを備えた超硬合金にお
いて，前記硬質相は，炭化クロムを炭化タングステンに
対して複合化した１〜６μｍの粒径を有する複合炭化物
粉末から実質的になる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は，微細な炭化タング
ステン粒子を含有する靭性，および耐摩耗性の優れた微
粒超硬合金に関するものである。
ステン粒子を含有する靭性，および耐摩耗性の優れた微
粒超硬合金に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電子機器の小型化，軽量化が進み，それ
に伴い超硬合金製ドリル特に，小径ドリルの需要が近年
急激に伸びている。小径ドリルに用いられる超硬合金
は，その使用条件が高速化され，硬度，強度，及び靭性
の高い特性が要求されている。この要求を満たすために
は，微粒超硬合金が必要不可欠で，微細なＷＣ粉末を出
発原料としたり，焼結過程での粒成長を抑えるために，
種々の抑制剤を添加する発明が提案されている。
に伴い超硬合金製ドリル特に，小径ドリルの需要が近年
急激に伸びている。小径ドリルに用いられる超硬合金
は，その使用条件が高速化され，硬度，強度，及び靭性
の高い特性が要求されている。この要求を満たすために
は，微粒超硬合金が必要不可欠で，微細なＷＣ粉末を出
発原料としたり，焼結過程での粒成長を抑えるために，
種々の抑制剤を添加する発明が提案されている。
【０００３】例えば，特開昭６１−１２８４７号公報
（以下，従来技術１と呼ぶ）には，ＷＣ−Ｃｏ合金にＶ
とＣｒを複合添加することによって，ＷＣの粒成長を抑
制し，微粒超硬合金を作り上げる方法が開示されてい
る。
（以下，従来技術１と呼ぶ）には，ＷＣ−Ｃｏ合金にＶ
とＣｒを複合添加することによって，ＷＣの粒成長を抑
制し，微粒超硬合金を作り上げる方法が開示されてい
る。
【０００４】一方，特開平４−２５７１９７号公報（以
下，従来技術２と呼ぶ）には平均粒度が０．６μｍ以下
でかつ最大粒径が３．０μｍ以下のＷＣ粒子が分散して
いるＷＣ基超硬合金の素地中に，さらに最大粒径が３．
０μｍ以下であるＶ，Ｃｒ，Ｔａ，ＮｂおよびＴｉのう
ちの１種の炭化物もしくは炭窒化物粒子，またはＶ，Ｃ
ｒ，Ｔａ，ＮｂおよびＴｉのうちの２種以上の炭化物も
しくは炭窒化物の固溶体粒子が分散している組織を有す
るＷＣ基超硬合金が開示されている。
下，従来技術２と呼ぶ）には平均粒度が０．６μｍ以下
でかつ最大粒径が３．０μｍ以下のＷＣ粒子が分散して
いるＷＣ基超硬合金の素地中に，さらに最大粒径が３．
０μｍ以下であるＶ，Ｃｒ，Ｔａ，ＮｂおよびＴｉのう
ちの１種の炭化物もしくは炭窒化物粒子，またはＶ，Ｃ
ｒ，Ｔａ，ＮｂおよびＴｉのうちの２種以上の炭化物も
しくは炭窒化物の固溶体粒子が分散している組織を有す
るＷＣ基超硬合金が開示されている。
【０００５】また，特開昭６１−７６６４６号公報（以
下，従来技術３と呼ぶ）にはＷＣ−Ｃｏ合金にＶとＣ
ｒ，Ｔａを複合添加することによって，ＷＣの粒成長を
抑制し，微粒超硬合金を作り上げる方法が開示されてい
る。
下，従来技術３と呼ぶ）にはＷＣ−Ｃｏ合金にＶとＣ
ｒ，Ｔａを複合添加することによって，ＷＣの粒成長を
抑制し，微粒超硬合金を作り上げる方法が開示されてい
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし，従来技術１に
おいて，Ｖ，ＣｒをＷＣ−Ｃｏ合金の作製の際に添加す
るために，分散が不均一となり細径のドリルになると折
損に至り，工具の安定性に欠けると言う問題があった。
おいて，Ｖ，ＣｒをＷＣ−Ｃｏ合金の作製の際に添加す
るために，分散が不均一となり細径のドリルになると折
損に至り，工具の安定性に欠けると言う問題があった。
【０００７】また，従来技術２において，微粒ＷＣ中の
Ｖ，Ｃｒ，Ｔａ，ＮｂおよびＴｉの炭化物もしくは炭窒
化物の固溶体粒子は，粗大粒子として働くことがあり，
靭性，硬度，強度の向上に働かないと言う問題がある。
Ｖ，Ｃｒ，Ｔａ，ＮｂおよびＴｉの炭化物もしくは炭窒
化物の固溶体粒子は，粗大粒子として働くことがあり，
靭性，硬度，強度の向上に働かないと言う問題がある。
【０００８】さらに，従来技術３において，ＷＣ−Ｃｏ
合金中にＴａを添加するため合金中にＮａＣｌ型固溶体
炭化物を形成する。このＮａＣｌ型固溶体炭化物はＷＣ
粒子よりも粗いため，合金中に欠陥として働き，工具の
安定性に欠けると言う問題点がある。
合金中にＴａを添加するため合金中にＮａＣｌ型固溶体
炭化物を形成する。このＮａＣｌ型固溶体炭化物はＷＣ
粒子よりも粗いため，合金中に欠陥として働き，工具の
安定性に欠けると言う問題点がある。
【０００９】以上，いずれの発明も超硬合金を焼結する
時の粒成長を抑制する方法であるが，前述したように，
従来技術１乃至３による方法では，超硬合金中の粒成長
を抑制しきれないのが現状である。そのため，上記のＷ
Ｃ基超硬合金は，高い硬度，優れた強度，を有するもの
のこれを小径ドリルとして用いた場合，超硬合金中の粗
大粒子により，切刃に欠損が生じ易く，比較的短時間で
使用寿命に至るという欠点を有していた。
時の粒成長を抑制する方法であるが，前述したように，
従来技術１乃至３による方法では，超硬合金中の粒成長
を抑制しきれないのが現状である。そのため，上記のＷ
Ｃ基超硬合金は，高い硬度，優れた強度，を有するもの
のこれを小径ドリルとして用いた場合，超硬合金中の粗
大粒子により，切刃に欠損が生じ易く，比較的短時間で
使用寿命に至るという欠点を有していた。
【００１０】そこで，本発明の技術的課題は，切刃に用
いた場合欠損が生せず，使用寿命の長い微粒超硬合金を
提供することにある。
いた場合欠損が生せず，使用寿命の長い微粒超硬合金を
提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】そこで，本発明者らは，
上述のような観点から，上記従来ＷＣ基超硬合金のもつ
問題点を解決すべく研究をおこなった。
上述のような観点から，上記従来ＷＣ基超硬合金のもつ
問題点を解決すべく研究をおこなった。
【００１２】その結果，クロムの金属もしくは炭化物
が，タングステン金属相と固溶体もしくは金属間化合物
を形成し，かつ炭化物形成時に炭化タングステンに対し
て２．０重量％以下含有している場合，クロムの炭化物
が，炭化タングステンの結晶粒界に介在物として存在
し，超硬合金の組織は焼結過程においてＣｏがＷＣ粒内
にある結晶粒界に入り込み，多結晶のＷＣ粒子を分離す
る事と同様に，粒成長を抑制する炭化物を添加して生成
した複合炭化物も，超硬合金のＷＣ粒径の均粒化と微粒
化に効果のあることが判明した。
が，タングステン金属相と固溶体もしくは金属間化合物
を形成し，かつ炭化物形成時に炭化タングステンに対し
て２．０重量％以下含有している場合，クロムの炭化物
が，炭化タングステンの結晶粒界に介在物として存在
し，超硬合金の組織は焼結過程においてＣｏがＷＣ粒内
にある結晶粒界に入り込み，多結晶のＷＣ粒子を分離す
る事と同様に，粒成長を抑制する炭化物を添加して生成
した複合炭化物も，超硬合金のＷＣ粒径の均粒化と微粒
化に効果のあることが判明した。
【００１３】つまり，クロムの金属もしくは炭化物は，
炭化反応を促進する触媒効果があり，炭化反応の進行に
伴って，Ｗ粒子内に拡散固溶する。完全にＷＣが生成す
ると溶解度を失い，複合化合物と思われる相を析出す
る。
炭化反応を促進する触媒効果があり，炭化反応の進行に
伴って，Ｗ粒子内に拡散固溶する。完全にＷＣが生成す
ると溶解度を失い，複合化合物と思われる相を析出す
る。
【００１４】この効果によってＷＣ粒子の微細化が進
み，析出相が多結晶体中の結晶粒成長を抑制し，超硬合
金中の炭化タングステン相を著しく微細結晶化させる複
合炭化物粉末の開発に成功した。この複合炭化物粉末を
用いることにより，微粒の炭化タングステン粉末を用い
る事なしに微粒の超硬合金を製造することが出来，本発
明をなすに至ったものである。
み，析出相が多結晶体中の結晶粒成長を抑制し，超硬合
金中の炭化タングステン相を著しく微細結晶化させる複
合炭化物粉末の開発に成功した。この複合炭化物粉末を
用いることにより，微粒の炭化タングステン粉末を用い
る事なしに微粒の超硬合金を製造することが出来，本発
明をなすに至ったものである。
【００１５】即ち，本発明によれば，硬質相と結合相と
を備えた超硬合金において，前記硬質相は，炭化クロム
を炭化タングステンに対して複合化した１〜６μｍの粒
径を有する複合炭化物粉末から実質的になることを特徴
とする微粒超硬合金が得られる。
を備えた超硬合金において，前記硬質相は，炭化クロム
を炭化タングステンに対して複合化した１〜６μｍの粒
径を有する複合炭化物粉末から実質的になることを特徴
とする微粒超硬合金が得られる。
【００１６】また，本発明によれば，前記微粒超硬合金
において，前記複合炭化物粉末は微細結晶を有するとと
もに前記炭化タングステンに対して前記炭化クロムを
０．５〜２．０重量％の範囲内で含有していることを特
徴とする微粒超硬合金が得られる。
において，前記複合炭化物粉末は微細結晶を有するとと
もに前記炭化タングステンに対して前記炭化クロムを
０．５〜２．０重量％の範囲内で含有していることを特
徴とする微粒超硬合金が得られる。
【００１７】さらに，本発明によれば，前記微粒超硬合
金において，前記結合相を形成成分としてＣｏを５〜２
０重量％を含有し，前記硬質相成分及び前記結合相成分
の他に不可避不純物からなる組成を有することを特徴と
する微粒超硬合金が得られる。
金において，前記結合相を形成成分としてＣｏを５〜２
０重量％を含有し，前記硬質相成分及び前記結合相成分
の他に不可避不純物からなる組成を有することを特徴と
する微粒超硬合金が得られる。
【００１８】次に，本発明について，上記のように限定
した理由について説明する。
した理由について説明する。
【００１９】まず，本発明において，炭化タングステン
の粒径を１〜６μｍと規定したのは，１μｍ未満の場
合，粒径が小さいために，焼結条件により粗大粒子の析
出する割合が多くなり，一方，６μｍを超えると複合炭
化物の微粒化の効果が少なくなるからである。
の粒径を１〜６μｍと規定したのは，１μｍ未満の場
合，粒径が小さいために，焼結条件により粗大粒子の析
出する割合が多くなり，一方，６μｍを超えると複合炭
化物の微粒化の効果が少なくなるからである。
【００２０】また，本発明において，炭化クロム含有量
を炭化物形成時に炭化タングステンに対して０．５〜
２．０重量％と限定したのは，２．０重量％を超えて含
有する場合，固溶体もしくは金属間化合物を形成し，超
硬合金中の複合炭化物粉末の占める割合が多くなり，焼
結条件により第３相が析出し結果として，超硬合金を脆
くするためであり，一方，０．５重量％未満の場合，超
硬合金中の複合炭化物粉末の占める割合が少なくなり微
粒化，均粒化の効果が得られないからである。
を炭化物形成時に炭化タングステンに対して０．５〜
２．０重量％と限定したのは，２．０重量％を超えて含
有する場合，固溶体もしくは金属間化合物を形成し，超
硬合金中の複合炭化物粉末の占める割合が多くなり，焼
結条件により第３相が析出し結果として，超硬合金を脆
くするためであり，一方，０．５重量％未満の場合，超
硬合金中の複合炭化物粉末の占める割合が少なくなり微
粒化，均粒化の効果が得られないからである。
【００２１】さらに，本発明において，Ｃｏ含有量を５
〜２０重量％と限定したのは，５％未満では焼結条件に
よって，緻密化が促進せず，靭性，耐摩耗性，耐欠損性
において，所望の効果が得られないためであり，一方，
その割合が２０％を超えると，耐摩耗性，耐塑性変形性
が低下するからである。
〜２０重量％と限定したのは，５％未満では焼結条件に
よって，緻密化が促進せず，靭性，耐摩耗性，耐欠損性
において，所望の効果が得られないためであり，一方，
その割合が２０％を超えると，耐摩耗性，耐塑性変形性
が低下するからである。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下，本発明の実施の形態につい
て説明する。
て説明する。
【００２３】本発明の実施の形態による微粒超硬合金は
以下のように製造されている。
以下のように製造されている。
【００２４】まず，炭化クロムを複合化した各種粒度の
原料粉末を，下記表１に示した配合組成に配合した。次
に，アトライターで６時間湿式混合した。その後，得ら
れた粉末を５×１０×３０ｍｍにプレスし，１３８０℃
で６０分間真空雰囲気中で焼結した。続いて１３５０℃
で６０分間アルゴン雰囲気中でＨＩＰ処理を行った。焼
結体はダイヤモンド砥石で４×８×２４ｍｍに研削し，
得られた試料の硬度，抗折力を測定した。一方，従来法
の合金についても下記表２に示した組成で配合し，同様
な方法で調整し比較した。その結果を下記表３及び表４
に示した。
原料粉末を，下記表１に示した配合組成に配合した。次
に，アトライターで６時間湿式混合した。その後，得ら
れた粉末を５×１０×３０ｍｍにプレスし，１３８０℃
で６０分間真空雰囲気中で焼結した。続いて１３５０℃
で６０分間アルゴン雰囲気中でＨＩＰ処理を行った。焼
結体はダイヤモンド砥石で４×８×２４ｍｍに研削し，
得られた試料の硬度，抗折力を測定した。一方，従来法
の合金についても下記表２に示した組成で配合し，同様
な方法で調整し比較した。その結果を下記表３及び表４
に示した。
【００２５】
【表１】
【００２６】
【表２】
【００２７】
【表３】
【００２８】
【表４】
【００２９】上記表３及び４の比較から明らかなよう
に，本発明の実施の形態における微粒超硬合金は，従来
法で得られた合金よりも，硬度，抗折力の高いことがわ
かる。
に，本発明の実施の形態における微粒超硬合金は，従来
法で得られた合金よりも，硬度，抗折力の高いことがわ
かる。
【００３０】本発明の実施の形態によるＷＣ基超硬合金
７，従来法によるＷＣ基超硬合金８から，直径４ｍｍの
４枚刃エンドミルを切り出し，夫々本発明法によるエン
ドミル及び従来法によるエンドミルとした。つぎに，切
削試験を行って，これらの超硬合金を評価した。評価の
際の切削条件を以下の表５に記す。
７，従来法によるＷＣ基超硬合金８から，直径４ｍｍの
４枚刃エンドミルを切り出し，夫々本発明法によるエン
ドミル及び従来法によるエンドミルとした。つぎに，切
削試験を行って，これらの超硬合金を評価した。評価の
際の切削条件を以下の表５に記す。
【００３１】
【表５】
【００３２】上記表５において，評価としては，逃げ面
摩耗幅：０．４ｍｍを寿命基準として，寿命にいたるま
での切削長を比較した。これらの結果を，下記表６に示
した。
摩耗幅：０．４ｍｍを寿命基準として，寿命にいたるま
での切削長を比較した。これらの結果を，下記表６に示
した。
【００３３】
【表６】
【００３４】上記表６の結果からもわかるように，本発
明法による超硬合金は従来法によるＷＣ基超硬合金に比
較して優れた切削性能を有することがわかる。
明法による超硬合金は従来法によるＷＣ基超硬合金に比
較して優れた切削性能を有することがわかる。
【００３５】
【発明の効果】以上，説明したように，本発明では，切
刃に用いた場合に，欠損が生せず，使用寿命の長い微粒
超硬合金を提供することができる。
刃に用いた場合に，欠損が生せず，使用寿命の長い微粒
超硬合金を提供することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 土井 良彦 東京都台東区東上野五丁目24番８号 東京 タングステン株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 硬質相と結合相とを備えた超硬合金にお
いて，前記硬質相は，炭化クロムを炭化タングステンに
対して複合化した１〜６μｍの粒径を有する複合炭化物
粉末から実質的になることを特徴とする微粒超硬合金。 - 【請求項２】 請求項１記載の微粒超硬合金において，
前記複合炭化物粉末は微細結晶を有するとともに前記炭
化タングステンに対して前記炭化クロムを０．５〜２．
０重量％の範囲内で含有していることを特徴とする微粒
超硬合金。 - 【請求項３】 請求項１又は２記載の微粒超硬合金にお
いて，前記結合相を形成成分としてＣｏを５〜２０重量
％を含有し，前記硬質相成分及び前記結合相成分の他に
不可避不純物からなる組成を有することを特徴とする微
粒超硬合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11455896A JPH09302437A (ja) | 1996-05-09 | 1996-05-09 | 微粒超硬合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11455896A JPH09302437A (ja) | 1996-05-09 | 1996-05-09 | 微粒超硬合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09302437A true JPH09302437A (ja) | 1997-11-25 |
Family
ID=14640820
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11455896A Pending JPH09302437A (ja) | 1996-05-09 | 1996-05-09 | 微粒超硬合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09302437A (ja) |
-
1996
- 1996-05-09 JP JP11455896A patent/JPH09302437A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041215 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050406 |