JPS5810981B2 - ビツト用超硬合金 - Google Patents
ビツト用超硬合金Info
- Publication number
- JPS5810981B2 JPS5810981B2 JP401377A JP401377A JPS5810981B2 JP S5810981 B2 JPS5810981 B2 JP S5810981B2 JP 401377 A JP401377 A JP 401377A JP 401377 A JP401377 A JP 401377A JP S5810981 B2 JPS5810981 B2 JP S5810981B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cemented carbide
- powder
- carbide
- bits
- titanium
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、回転式ドリルビットや、これに類するビッ
トの刃先部に取付けるのに適した超硬合金に関するもの
である。
トの刃先部に取付けるのに適した超硬合金に関するもの
である。
一般に、大口径の孔を掘削するに際しては、これが軟岩
の場合にはスチールビットや、前記スチールビットの刃
先部にステライトのような耐熱耐摩耗性材料を盛金した
ビットを使用し、また硬岩の場合にはスチールビットの
刃先部に炭化タングステン（ＷＣ）−コバルト（Ｃｏ）
からなる超硬合金チップを埋込んだ、いわゆる超硬ビッ
トを使用する３錐型の回転式ドリルが用いられている。
の場合にはスチールビットや、前記スチールビットの刃
先部にステライトのような耐熱耐摩耗性材料を盛金した
ビットを使用し、また硬岩の場合にはスチールビットの
刃先部に炭化タングステン（ＷＣ）−コバルト（Ｃｏ）
からなる超硬合金チップを埋込んだ、いわゆる超硬ビッ
トを使用する３錐型の回転式ドリルが用いられている。
一方、近年地熱発電のためのポーリングが盛んに行なわ
れるようになり、前記ポーリングにおいては場所によっ
て異るが、通常１０００〜２０００ｍの深度の孔を掘削
している。
れるようになり、前記ポーリングにおいては場所によっ
て異るが、通常１０００〜２０００ｍの深度の孔を掘削
している。
このような高深度の掘削においては、掘削が進むにつれ
て岩帯温度が高くなり、例えば深度４００ｍ程度では温
度約１００℃を示すにすぎないが、深度が１０００７７
Ｌ以上になると温度は２００〜３００℃、時には４００
〜４５０℃の高温になり、しかもガス発生が激しくなっ
て亜硫酸ガスや硫化水素などのきわめて腐食性の強い雰
囲気での掘削を強いられるようになる。
て岩帯温度が高くなり、例えば深度４００ｍ程度では温
度約１００℃を示すにすぎないが、深度が１０００７７
Ｌ以上になると温度は２００〜３００℃、時には４００
〜４５０℃の高温になり、しかもガス発生が激しくなっ
て亜硫酸ガスや硫化水素などのきわめて腐食性の強い雰
囲気での掘削を強いられるようになる。
したがって、上記のような高深度のポーリングに上記の
スチールビットを使用するに際し、その表面に浸炭を施
して常温表面硬さをビッカース硬さくＨｖ ） ： ７
００〜８００ｋｇ／ｍｍ２としても、温度２００℃では
同３００ ｋｇ１ｍｔｆｆ＆度に、温度４００℃では同
１０．０ｋｇ／ｍ４以下に、その表面硬さが低下し軟化
してしまうために実質的に岩石掘削に耐えないものであ
る。
スチールビットを使用するに際し、その表面に浸炭を施
して常温表面硬さをビッカース硬さくＨｖ ） ： ７
００〜８００ｋｇ／ｍｍ２としても、温度２００℃では
同３００ ｋｇ１ｍｔｆｆ＆度に、温度４００℃では同
１０．０ｋｇ／ｍ４以下に、その表面硬さが低下し軟化
してしまうために実質的に岩石掘削に耐えないものであ
る。
また、これらの高温にともなう表面硬さの低下による軟
化現象は、上記の耐熱耐摩耗性材料を盛金したビットに
も表われていた。
化現象は、上記の耐熱耐摩耗性材料を盛金したビットに
も表われていた。
さらに、常温表面硬さＨｖ ： １５００ｋｇ／ｍｍ２
程度、温度４００℃での表面硬さＨｖ：１２００ｋｇ／
ｍｍ２程度をもち、高温でも硬さを保持するＷＣ−Ｃｏ
からなる超硬合金チップを埋込んだ超硬ビットにおいて
も、上記のように腐食性の強い雰囲気にさらされた掘削
になるために、結合相のＣ。
程度、温度４００℃での表面硬さＨｖ：１２００ｋｇ／
ｍｍ２程度をもち、高温でも硬さを保持するＷＣ−Ｃｏ
からなる超硬合金チップを埋込んだ超硬ビットにおいて
も、上記のように腐食性の強い雰囲気にさらされた掘削
になるために、結合相のＣ。
が腐食され、この結果硬質分散相のＷＣまでが岩石との
摩耗によって剥離状態でとられることになる。
摩耗によって剥離状態でとられることになる。
このようなチップの摩耗量の増大およびチップ自体の微
小部分の選択的摩耗がチップ全体に欠損を発生させる原
因となっており、その使用寿命は比較的短かいものであ
った。
小部分の選択的摩耗がチップ全体に欠損を発生させる原
因となっており、その使用寿命は比較的短かいものであ
った。
本発明者等は、上述のような観点から、特に超硬ビット
の刃先部に取付けて使用するのに適した超硬合金を得べ
く研究を行った結果、− 結合相を鉄族金属のうちの１種または２種以上：５〜３
０重量％（以下％は重量％を示す）で構成し、主要硬質
分散相を、耐摩耗性、耐酸化性、および耐食性にすぐれ
た、炭化チタン（以下ＴｉＣで示す）の５〜４０％を窒
化チタン（以下ＴｉＮで示す）で置換した炭窒化チタン
（以下Ｔ１ＣＮで示す）で構度し、 硬質分散相との結合相とのぬれ性を改善するためにＷ、
Ｍｏ、およびこれらの炭化物のうちの１種または２種以
上：５〜３０％を添加含有させ、さらに、必要に応じて
、より晰食性を向上させるために炭化クロム（以下Ｃｒ
３Ｃ２で示す）：０．２〜１０％を添加含有させたもの
からなる超硬合金は、高温状態できわめて高い硬さを保
持すると共に、亜硫酸ガスや硫化水素などのきわめて腐
食性の強い雰囲気においてもすぐれた耐食性を示すとい
う知見を得たのである。
の刃先部に取付けて使用するのに適した超硬合金を得べ
く研究を行った結果、− 結合相を鉄族金属のうちの１種または２種以上：５〜３
０重量％（以下％は重量％を示す）で構成し、主要硬質
分散相を、耐摩耗性、耐酸化性、および耐食性にすぐれ
た、炭化チタン（以下ＴｉＣで示す）の５〜４０％を窒
化チタン（以下ＴｉＮで示す）で置換した炭窒化チタン
（以下Ｔ１ＣＮで示す）で構度し、 硬質分散相との結合相とのぬれ性を改善するためにＷ、
Ｍｏ、およびこれらの炭化物のうちの１種または２種以
上：５〜３０％を添加含有させ、さらに、必要に応じて
、より晰食性を向上させるために炭化クロム（以下Ｃｒ
３Ｃ２で示す）：０．２〜１０％を添加含有させたもの
からなる超硬合金は、高温状態できわめて高い硬さを保
持すると共に、亜硫酸ガスや硫化水素などのきわめて腐
食性の強い雰囲気においてもすぐれた耐食性を示すとい
う知見を得たのである。
この発明は、上記知見にもとづいてなされたものであり
、上述のように成分組成を限定した理由を以下に説明す
る。
、上述のように成分組成を限定した理由を以下に説明す
る。
（ａ） 鉄族金属
これら金属には合金の靭性を向上させる作用があるが、
その含有量が５％未満では硬質分散相同志の結合が増加
するよう、になって焼結後の合金中に多量の残存空孔が
形成され、この結果合金が脆化するようになるので５％
以上含有させなければならない。
その含有量が５％未満では硬質分散相同志の結合が増加
するよう、になって焼結後の合金中に多量の残存空孔が
形成され、この結果合金が脆化するようになるので５％
以上含有させなければならない。
しかし３０％を越えて含有させると相対的硬質分散相の
含有量が少なくなり、所望の硬さを確保することができ
なくなるので３０％以下の含有にとどめなければならな
い。
含有量が少なくなり、所望の硬さを確保することができ
なくなるので３０％以下の含有にとどめなければならな
い。
（ｂ） Ｗ 、 Ｍｏ 、およびこれらの炭化物これ
らの成分には結合相と硬質分散相とのぬれ性を改善する
と共に、その一部が結合相中に固溶して結合相を強化す
る作用があり、この作用によって合金の高温強度が向上
するようになるのであるが、その含有量が５％未満では
前記作用に所望の効果が得られず、一方３０％を越えて
含有させると、相対的にＴ１ＣＮの量が減少することに
なり、この結果合金の耐酸化性および耐食性が低下する
ようになることから、その含有量を５〜３０％と定めた
。
らの成分には結合相と硬質分散相とのぬれ性を改善する
と共に、その一部が結合相中に固溶して結合相を強化す
る作用があり、この作用によって合金の高温強度が向上
するようになるのであるが、その含有量が５％未満では
前記作用に所望の効果が得られず、一方３０％を越えて
含有させると、相対的にＴ１ＣＮの量が減少することに
なり、この結果合金の耐酸化性および耐食性が低下する
ようになることから、その含有量を５〜３０％と定めた
。
（ｃ）ＴｉＣに対するＴｉＮの置換量
ＴｉＮ成分自体は、ＴｉＣに比べて硬さは若干低いが、
耐酸化性および耐食性においてされめてすぐれており、
したがってＴｉＣの１部をＴｉＮで置換したＴｉＮはす
ぐれた耐摩耗性、耐酸化性、および耐食性を具備したも
のとなるが、ＴｉＣに対する割合で５％未満の置換では
、所望の特性を確保することができないので、５％以上
の置換が必要であるが、一方４０％を越えてＴｉＮで置
換すると、結合相とのぬれ性が著しく低下し、合金の靭
性低下をまねくようになるので前記上限値を越えて置換
してはならない。
耐酸化性および耐食性においてされめてすぐれており、
したがってＴｉＣの１部をＴｉＮで置換したＴｉＮはす
ぐれた耐摩耗性、耐酸化性、および耐食性を具備したも
のとなるが、ＴｉＣに対する割合で５％未満の置換では
、所望の特性を確保することができないので、５％以上
の置換が必要であるが、一方４０％を越えてＴｉＮで置
換すると、結合相とのぬれ性が著しく低下し、合金の靭
性低下をまねくようになるので前記上限値を越えて置換
してはならない。
（ｄ） ＣＴ３ ｃ２
Ｃｒ３Ｃ２成分自体、すぐれた耐食性をもち、しかもそ
の１部が結合相中に固溶して結合相の耐食性を向上させ
る特性をもつので、合金の耐食性をより一段と向上させ
る場合に必要に応じて添加含有される成分であるが、そ
の含有量が０．２％未満では所望の耐食性向上効果が現
われず、また１０％を越えて含有させると合金が脆化す
るようになることから、その含有量を０．２〜１０％と
定めた。
の１部が結合相中に固溶して結合相の耐食性を向上させ
る特性をもつので、合金の耐食性をより一段と向上させ
る場合に必要に応じて添加含有される成分であるが、そ
の含有量が０．２％未満では所望の耐食性向上効果が現
われず、また１０％を越えて含有させると合金が脆化す
るようになることから、その含有量を０．２〜１０％と
定めた。
つぎに、この発明の超硬合金を実施例により従来例と対
比しながら説明する。
比しながら説明する。
原料粉末として、それぞれ平均粒径３．０μｍのＴｉＣ
０，７Ｎ０．３粉末（ＴｉＮの置換量３０％）、Ｔｉｃ
ｃｏｓ Ｉ’Ｊｃ２粉末（ＴｉＮの置換量２０％）、お
よびＴ ｉ Ｃ００９２ＮＣ，ｏａ粉末（ＴｉＮの置換
量８％）、同１．０１１．ｍのＣｏ粉末、同１．５ μ
ｍのＮｉ粉末、同３１１ｍのＦｅ粉末、同０．８ μｍ
Ｏ’）Ｗ粉末、同０．６μｍのＭｏ粉末、同３μｍの
ＷＣ粉末、同２μｍのＭｏ２Ｃ粉末、同１．０ ｆｔｍ
のＣｒ ３ Ｃ２粉末を使用し、これらの原料粉末を第
１表に示される配合組成に配合し、この配合粉末より通
常の粉末冶金法によって実質的に配合組成と同一の成分
組成をもった本発明超硬合金チップ１〜１４および従来
超硬合金チップをそれぞれ製造した。
０，７Ｎ０．３粉末（ＴｉＮの置換量３０％）、Ｔｉｃ
ｃｏｓ Ｉ’Ｊｃ２粉末（ＴｉＮの置換量２０％）、お
よびＴ ｉ Ｃ００９２ＮＣ，ｏａ粉末（ＴｉＮの置換
量８％）、同１．０１１．ｍのＣｏ粉末、同１．５ μ
ｍのＮｉ粉末、同３１１ｍのＦｅ粉末、同０．８ μｍ
Ｏ’）Ｗ粉末、同０．６μｍのＭｏ粉末、同３μｍの
ＷＣ粉末、同２μｍのＭｏ２Ｃ粉末、同１．０ ｆｔｍ
のＣｒ ３ Ｃ２粉末を使用し、これらの原料粉末を第
１表に示される配合組成に配合し、この配合粉末より通
常の粉末冶金法によって実質的に配合組成と同一の成分
組成をもった本発明超硬合金チップ１〜１４および従来
超硬合金チップをそれぞれ製造した。
この結果得られた本発明超硬合金チップ１〜１４および
従来超硬合金チップの機械的性質を第１表に合せて示し
た。
従来超硬合金チップの機械的性質を第１表に合せて示し
た。
ついで、上記本発明超硬合金チップ１〜１４および従来
超硬合金チップを、それぞれカータイプ（ゲージ３６ｍ
ｍφ）のスチールビットの刃先部に埋込み、古河鉱業に
、に製Ｆ−８レッグドリルを使用し、Ｈ２Ｓ含有雰囲気
において、安山岩に対して２０ｍおよび４０ｍの穿孔を
行ない、前記穿孔長の場合のバイトロスを測定すると共
に、その腐食状態を観察した。
超硬合金チップを、それぞれカータイプ（ゲージ３６ｍ
ｍφ）のスチールビットの刃先部に埋込み、古河鉱業に
、に製Ｆ−８レッグドリルを使用し、Ｈ２Ｓ含有雰囲気
において、安山岩に対して２０ｍおよび４０ｍの穿孔を
行ない、前記穿孔長の場合のバイトロスを測定すると共
に、その腐食状態を観察した。
この結果も第１表に示した。第１表に示す結果から明ら
かなように、本発明超硬合金チップは、従来超硬合金チ
ップに比してすぐれた耐摩耗性および耐食性をもち、し
かもＣｒ３Ｃ２成分を含有した本発明超硬合金チップ１
１〜１４の方が、これを含有しない本発明超硬合金チッ
プ１〜１０よりすぐれた耐食性を示している。
かなように、本発明超硬合金チップは、従来超硬合金チ
ップに比してすぐれた耐摩耗性および耐食性をもち、し
かもＣｒ３Ｃ２成分を含有した本発明超硬合金チップ１
１〜１４の方が、これを含有しない本発明超硬合金チッ
プ１〜１０よりすぐれた耐食性を示している。
上述のように、この発明の超硬合金は、常温においては
勿論のこと、高温においてもすぐれた耐摩耗性および耐
食性を示すので、特にビット類の刃先部に取付けるチッ
プ材として使用するのに適するのである。
勿論のこと、高温においてもすぐれた耐摩耗性および耐
食性を示すので、特にビット類の刃先部に取付けるチッ
プ材として使用するのに適するのである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 鉄族金属のうちの１種または２種以上＝５〜３０％
、 Ｗ、Ｍｏ、およびこれらの炭化物のうちの１種または２
種以上：５〜３０％、 炭化チタンの５〜４０％を窒化チタンで置換した炭窒化
チタンおよび不可避不純物：残り、（以上重量％）から
なることを特徴とするビット用超硬合金。 ２ 鉄族金属のうちの１種または２種以上：５〜３０％
、 Ｗ、Ｍｏ、およびこれらの炭化物のうちの１種または２
種以上：５〜３０％、 炭化クロム：０．２〜１０％、 炭化チタンの５〜４０％を窒化チタンで置換した炭窒化
チタンおよび不可避不純物：残り、（以上重量％）から
なることを特徴とするビット用超硬合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP401377A JPS5810981B2 (ja) | 1977-01-19 | 1977-01-19 | ビツト用超硬合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP401377A JPS5810981B2 (ja) | 1977-01-19 | 1977-01-19 | ビツト用超硬合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5389809A JPS5389809A (en) | 1978-08-08 |
| JPS5810981B2 true JPS5810981B2 (ja) | 1983-02-28 |
Family
ID=11573076
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP401377A Expired JPS5810981B2 (ja) | 1977-01-19 | 1977-01-19 | ビツト用超硬合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5810981B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0530283U (ja) * | 1991-09-25 | 1993-04-20 | 株式会社リビングアオノ | 雨水誘導用ｕ字溝 |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5985861A (ja) * | 1982-11-09 | 1984-05-17 | Daijietsuto Kogyo Kk | 被覆超硬合金工具 |
| AU5159485A (en) * | 1984-12-24 | 1986-07-03 | Todoroki, Itaru | Sintered titanium carbo-nitride-chromium carbide ceramics |
| JPH0938826A (ja) * | 1995-07-28 | 1997-02-10 | Hitachi Koki Co Ltd | ステンレス鋼材等の難削材切断用チップソー |
| SE519832C2 (sv) * | 1999-05-03 | 2003-04-15 | Sandvik Ab | Titanbaserad karbonitridlegering med bindefas av kobolt för lätt finbearbetning |
| SE519834C2 (sv) * | 1999-05-03 | 2003-04-15 | Sandvik Ab | Titanbaserad karbonitridlegering med bindefas av kobolt för seghetskrävande finbearbetning |
| EP3031982B1 (en) * | 2014-12-10 | 2017-03-29 | voestalpine Precision Strip AB | A long life cermet coated crêping blade |
| WO2021182462A1 (ja) | 2020-03-13 | 2021-09-16 | 三菱マテリアル株式会社 | 硬質複合材料 |
| US20230141147A1 (en) | 2020-03-13 | 2023-05-11 | Mitsubishi Materials Corporation | Hard composite material |
| JPWO2022163572A1 (ja) | 2021-01-30 | 2022-08-04 |
-
1977
- 1977-01-19 JP JP401377A patent/JPS5810981B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0530283U (ja) * | 1991-09-25 | 1993-04-20 | 株式会社リビングアオノ | 雨水誘導用ｕ字溝 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5389809A (en) | 1978-08-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5453241A (en) | Cemented carbide body with extra tough behavior | |
| US5653299A (en) | Hardmetal facing for rolling cutter drill bit | |
| JP5961194B2 (ja) | 切削工具又は穴開け工具に使用するための部材であって、バインダ相内に分散された硬質粒子を構成要素とする稠密材料の少なくとも１つのブロックを含む部材の製造方法 | |
| CA1087878A (en) | Cemented carbide-steel composites for earthmoving and mining applications | |
| US6659206B2 (en) | Hardfacing composition for rock bits | |
| US8322466B2 (en) | Drill bits and other downhole tools with hardfacing having tungsten carbide pellets and other hard materials and methods of making thereof | |
| US5585175A (en) | Diamond-impregnated hard materials | |
| US20100276209A1 (en) | Roller Cones, Methods of Manufacturing Such Roller Cones, and Drill Bits Incorporating Such Roller Cones | |
| US9353578B2 (en) | Hardfacing compositions, methods of applying the hardfacing compositions, and tools using such hardfacing compositions | |
| EP2118329A1 (en) | A hardfacing material for hardfacing earth boring bits used in abrasive wear environments and a method of manufacturing the same | |
| US4531595A (en) | Wear resistant composite insert and boring tool with insert | |
| US20120067651A1 (en) | Hardfacing compositions, methods of applying the hardfacing compositions, and tools using such hardfacing compositions | |
| WO2008042330B1 (en) | Abrasive wear resistant hardfacing materials, drill bits and drilling tools including abrasive wear resistant hardfacing materials, and methods for applying abrasive wear resistant hardfacing materials to drill bits and drilling tools | |
| WO2011005403A1 (en) | Wear resistant weld overlay on bearing surfaces in tricone mining rockbits | |
| JPS5810981B2 (ja) | ビツト用超硬合金 | |
| AU2012268807B2 (en) | Diamond enhanced drilling insert with high impact resistance | |
| CN103173673A (zh) | 一种硬质合金材料 | |
| CN107557637A (zh) | 一种聚晶金刚石复合体的硬质合金基体材料 | |
| US11213887B2 (en) | Ultra hard electrically-responsive and environmentally resistant metals for oilfield services | |
| JP2000514723A (ja) | 冷間成形作業用工具 | |
| GB2064619A (en) | Rock bit and drilling method using same | |
| US20180283107A1 (en) | Cutting elements with wear resistant surfaces | |
| JPS5832226B2 (ja) | ビット用炭化タングステン基超硬合金 | |
| Zhao et al. | Tribological behavior of PDC-cutter including cemented carbide and polycrystalline diamond composites produced by HPHT for drilling applications | |
| JP3331133B2 (ja) | 超硬合金及びその製造方法 |