JPS5831059A - 硬質炭化物系工具材およびその製造法 - Google Patents
硬質炭化物系工具材およびその製造法Info
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- JPS5831059A JPS5831059A JP56128178A JP12817881A JPS5831059A JP S5831059 A JPS5831059 A JP S5831059A JP 56128178 A JP56128178 A JP 56128178A JP 12817881 A JP12817881 A JP 12817881A JP S5831059 A JPS5831059 A JP S5831059A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、耐酸化性を向上した硬質炭化物系工具材およ
びその製造法に関するものである。
びその製造法に関するものである。
炭化タングステン粉末或は炭化モリブデン粉末をコバル
ト或はニッケル等を結合剤として焼結した炭化物工具材
は既に公知である。本発明の硬質炭化物系工具材は、公
知の硬質炭化物系工具材よりも高い耐酸化性を備えた硬
質炭化物工具材を製造する方法と其の本発明の方法によ
って製造した硬質炭化物系工具材に関するものである。
ト或はニッケル等を結合剤として焼結した炭化物工具材
は既に公知である。本発明の硬質炭化物系工具材は、公
知の硬質炭化物系工具材よりも高い耐酸化性を備えた硬
質炭化物工具材を製造する方法と其の本発明の方法によ
って製造した硬質炭化物系工具材に関するものである。
本発明の耐酸性を向上した硬質炭化物系工具材を製造す
る方法は、硬質炭化物粉末にコバルト、ニッケル、鉄、
モリブデン等の結合材金属粉末を加えた混合物を使用す
る公知の焼結用混合物に、耐酸化性が高いと共に耐熱性
も高い安定化ジルコニアの粉末を添加した混合物を焼結
用原料として使用することを特徴とするものである。
る方法は、硬質炭化物粉末にコバルト、ニッケル、鉄、
モリブデン等の結合材金属粉末を加えた混合物を使用す
る公知の焼結用混合物に、耐酸化性が高いと共に耐熱性
も高い安定化ジルコニアの粉末を添加した混合物を焼結
用原料として使用することを特徴とするものである。
本発明は耐酸化性を高めると共に耐熱性をも高くして生
産性の高い切削作業を行うことのできる硬質炭化物系工
具材を製造する手段として、其の硬質炭化物系工具材を
製造する原料に安定化ジルコニアを添加することを特徴
とするものであって、安定化したジルコニアはｉ、ｏｏ
ｏ℃以上の高温度に加熱する際にも或は高温度より常温
度に冷却される際にも、安定した立方晶型結晶構造を保
持すると共に加熱あるいは冷却により容積を変化するこ
ともない。安定化していないジルコニアは、常温度下に
あっては単斜晶型であるが１．０００℃以上に加熱する
ときは正方晶型に相転移を行い、同時に其の容積も３％
小さくなる。従って安定化していないジルコニアを原料
中に添加した場合の製品である硬質炭化物系工具材は切
削作業において発生する高温度の熱によって其の工具材
内部にクラックを生じて工具材としての働きができなく
なるのである。単純なジルコニアを安定化する場合は其
のジルコニアの粉末にマグネシア粉末またはカルシア粉
末またはイツ） ＩＪア粉末を３重量％乃至１５重量％
加えた混合物を融解して製造する０本発明は、以上に説
明したように、安定化ジルコニアを混合した原料を用い
て、耐酸化性が高く耐熱性も亦高くて、生産性の高い切
削作業を行うことのできる硬質炭化物系工具材を提供す
ることを目的とすると共に斯様な硬質炭化物系工具材を
製造する工業的に有効な方法を提供することを目的とす
るものである。次に、本発明の方法によって本発明の硬
質炭化物系工具材を製造する工程と作用とを説明すると
共に製造した本発明の硬質炭化物系工具材について説明
する０ 本発明の方法によって硬質炭化物系ニー具材を製造する
に際して使用する原料は、硬質炭化物である炭化タング
ステン、炭化モリブデン、炭化クロム、炭化チタン、炭
化ジルコニウム、炭化ハフニウム、炭化タンタル、炭化
ニオブ、炭化バナジウムのうちよシ選択した１種の硬質
炭化物の粉末または２種以上の硬質炭化物の混合粉末が
７４重量％乃至９２重量％と、コバルト、ニッケル、鉄
、モリブデンのうちより選定した１種の金属粉末または
２種以上の金属の混合粉末である結合用金属粉末゛が２
６重量％乃至８重量％との割合範囲内より選定した割合
にて混合した硬質炭化物と結合用金属との混合粉末を、
９９５重量％乃至９０重量％と、安定化ジルコニア粉末
を０．５重量％乃至１０重量％と、の割合範囲内より選
定した割合にて混合した硬質炭化物粉末と結合用金属粉
末と安定化ジルコニア粉末との混合物を出発原料として
使用するものである。斯様にして調合した出発原料を用
いて加圧焼結法または常圧焼結法または静水圧加圧焼結
法によって焼結作業を行う。加圧焼結法によって焼結作
業を行う場合は、先づ、出発原料を容器内に充填し、其
の容器を高温高圧発生室内に装填−し、次いで、其の容
器内の出発原料に４００１ｖ／ｃＩｌ乃至１．０００１
ｇ／−ｄの範囲内より選定した圧力をもって加圧すると
同時に１，４００℃乃至１，７００℃の範囲内より選定
した温度にて加熱する。常圧焼結法によって焼結作業を
行う場合は、先づ、出発原料を圧縮成形室内に充填して
１．ｏｏｏｋｐ／ｄ乃至１０，０ＯＯｋｆ／ｄの範囲内
より選定した圧力を加えて成形体をつく９、其の成形体
を真空加熱炉または不活性ガス、加熱炉または還元性ガ
ス加熱炉の中に配置して１．４００℃乃至１．８００℃
の範囲内より選定した温度にて常圧下にて加熱する。静
水圧′加圧焼結法によって焼結作業を行う場合は、柔軟
な容器内に出発原料を充填し、其の容器を静水圧加圧焼
結室内に装填し、次いで、柔軟な容器内の出発原料に其
の柔軟な容器の全周より４００ｋｆ／ Ｃａ乃至１．０
００４／ｃＪの範囲内より選定した圧力を加えると同時
に１，４００℃乃至１．７００℃の範囲内より選定した
温度にて加熱する。以上のいずれかの方法によって焼結
作業を行って得られる焼結体は、硬質炭化物粉末と結合
用金属粉末との混合物が焼結して生成した焼結組織体の
内部に安定化ジルコニア粉末が分散し結合して構成した
組織体であることを特徴とする硬質炭化物系工具材であ
る。
産性の高い切削作業を行うことのできる硬質炭化物系工
具材を製造する手段として、其の硬質炭化物系工具材を
製造する原料に安定化ジルコニアを添加することを特徴
とするものであって、安定化したジルコニアはｉ、ｏｏ
ｏ℃以上の高温度に加熱する際にも或は高温度より常温
度に冷却される際にも、安定した立方晶型結晶構造を保
持すると共に加熱あるいは冷却により容積を変化するこ
ともない。安定化していないジルコニアは、常温度下に
あっては単斜晶型であるが１．０００℃以上に加熱する
ときは正方晶型に相転移を行い、同時に其の容積も３％
小さくなる。従って安定化していないジルコニアを原料
中に添加した場合の製品である硬質炭化物系工具材は切
削作業において発生する高温度の熱によって其の工具材
内部にクラックを生じて工具材としての働きができなく
なるのである。単純なジルコニアを安定化する場合は其
のジルコニアの粉末にマグネシア粉末またはカルシア粉
末またはイツ） ＩＪア粉末を３重量％乃至１５重量％
加えた混合物を融解して製造する０本発明は、以上に説
明したように、安定化ジルコニアを混合した原料を用い
て、耐酸化性が高く耐熱性も亦高くて、生産性の高い切
削作業を行うことのできる硬質炭化物系工具材を提供す
ることを目的とすると共に斯様な硬質炭化物系工具材を
製造する工業的に有効な方法を提供することを目的とす
るものである。次に、本発明の方法によって本発明の硬
質炭化物系工具材を製造する工程と作用とを説明すると
共に製造した本発明の硬質炭化物系工具材について説明
する０ 本発明の方法によって硬質炭化物系ニー具材を製造する
に際して使用する原料は、硬質炭化物である炭化タング
ステン、炭化モリブデン、炭化クロム、炭化チタン、炭
化ジルコニウム、炭化ハフニウム、炭化タンタル、炭化
ニオブ、炭化バナジウムのうちよシ選択した１種の硬質
炭化物の粉末または２種以上の硬質炭化物の混合粉末が
７４重量％乃至９２重量％と、コバルト、ニッケル、鉄
、モリブデンのうちより選定した１種の金属粉末または
２種以上の金属の混合粉末である結合用金属粉末゛が２
６重量％乃至８重量％との割合範囲内より選定した割合
にて混合した硬質炭化物と結合用金属との混合粉末を、
９９５重量％乃至９０重量％と、安定化ジルコニア粉末
を０．５重量％乃至１０重量％と、の割合範囲内より選
定した割合にて混合した硬質炭化物粉末と結合用金属粉
末と安定化ジルコニア粉末との混合物を出発原料として
使用するものである。斯様にして調合した出発原料を用
いて加圧焼結法または常圧焼結法または静水圧加圧焼結
法によって焼結作業を行う。加圧焼結法によって焼結作
業を行う場合は、先づ、出発原料を容器内に充填し、其
の容器を高温高圧発生室内に装填−し、次いで、其の容
器内の出発原料に４００１ｖ／ｃＩｌ乃至１．０００１
ｇ／−ｄの範囲内より選定した圧力をもって加圧すると
同時に１，４００℃乃至１，７００℃の範囲内より選定
した温度にて加熱する。常圧焼結法によって焼結作業を
行う場合は、先づ、出発原料を圧縮成形室内に充填して
１．ｏｏｏｋｐ／ｄ乃至１０，０ＯＯｋｆ／ｄの範囲内
より選定した圧力を加えて成形体をつく９、其の成形体
を真空加熱炉または不活性ガス、加熱炉または還元性ガ
ス加熱炉の中に配置して１．４００℃乃至１．８００℃
の範囲内より選定した温度にて常圧下にて加熱する。静
水圧′加圧焼結法によって焼結作業を行う場合は、柔軟
な容器内に出発原料を充填し、其の容器を静水圧加圧焼
結室内に装填し、次いで、柔軟な容器内の出発原料に其
の柔軟な容器の全周より４００ｋｆ／ Ｃａ乃至１．０
００４／ｃＪの範囲内より選定した圧力を加えると同時
に１，４００℃乃至１．７００℃の範囲内より選定した
温度にて加熱する。以上のいずれかの方法によって焼結
作業を行って得られる焼結体は、硬質炭化物粉末と結合
用金属粉末との混合物が焼結して生成した焼結組織体の
内部に安定化ジルコニア粉末が分散し結合して構成した
組織体であることを特徴とする硬質炭化物系工具材であ
る。
次に、実施例によって本発明の硬質炭化物系工具材を製
造する工程と製造して得た硬質炭化物系工具材について
説明する。
造する工程と製造して得た硬質炭化物系工具材について
説明する。
実施例 １゜
炭化タングステン粉末が７８重量％とコバルト粉末が２
２重量％との割合の混合粉末を９９゜５重量％と、安定
化ジルコニア粉末を０．５重量％との割合にて混合した
混合物を出発原料として使用した。斯様に調合した出発
原料を用いて加熱焼結法による焼結作業を行った０先ず
、其の出発原料を高温高圧発生室内に装填して５００ｋ
ｚ／ｄの圧力を加えると共に１．４００℃の温度に加熱
して焼結作業を行ったＯ作業を終えて得た焼結体は、炭
化タングステンが７７．６重量％とコバルトが２１．９
重量％と安定化ジルコニアが０．５重量％との組成割合
を成した炭化タングステン系焼結体である硬質炭化物系
工具材であった。
２重量％との割合の混合粉末を９９゜５重量％と、安定
化ジルコニア粉末を０．５重量％との割合にて混合した
混合物を出発原料として使用した。斯様に調合した出発
原料を用いて加熱焼結法による焼結作業を行った０先ず
、其の出発原料を高温高圧発生室内に装填して５００ｋ
ｚ／ｄの圧力を加えると共に１．４００℃の温度に加熱
して焼結作業を行ったＯ作業を終えて得た焼結体は、炭
化タングステンが７７．６重量％とコバルトが２１．９
重量％と安定化ジルコニアが０．５重量％との組成割合
を成した炭化タングステン系焼結体である硬質炭化物系
工具材であった。
実施例 ２゜
炭化チタン粉末が７６重量％とニッケル粉末が２９６重
量％とモリブデン粉末が２．４重量％との割合の混合粉
末を９５重量％と安定化ジルコニア粉末を５重量％との
割合にて混合した混合物を出発原料として使用したＯ斯
様に調合した出発原料を用いて常圧焼結法による焼結作
業を行った０先ず、其の出発原料を圧縮成形装置内に装
填して５，０００ｋｇ／ｃＪの圧力を加えて圧縮成形体
を成形した。次いで、其の圧縮成形体を真空加熱炉内に
配置して１．６００℃の温度にて加熱した。其の焼結作
業を終えて得た焼結体は、炭化チタンが７２．２重量％
とニッケルが２０．５重量％とモリブデンが２．３重量
％と安定化ジルコニアが５重量％との組成割合を成した
炭化チタン系焼結体である硬質炭化物系工具材であった
。
量％とモリブデン粉末が２．４重量％との割合の混合粉
末を９５重量％と安定化ジルコニア粉末を５重量％との
割合にて混合した混合物を出発原料として使用したＯ斯
様に調合した出発原料を用いて常圧焼結法による焼結作
業を行った０先ず、其の出発原料を圧縮成形装置内に装
填して５，０００ｋｇ／ｃＪの圧力を加えて圧縮成形体
を成形した。次いで、其の圧縮成形体を真空加熱炉内に
配置して１．６００℃の温度にて加熱した。其の焼結作
業を終えて得た焼結体は、炭化チタンが７２．２重量％
とニッケルが２０．５重量％とモリブデンが２．３重量
％と安定化ジルコニアが５重量％との組成割合を成した
炭化チタン系焼結体である硬質炭化物系工具材であった
。
実施例 ３゜
二炭化モリブデン粉末が７７重量％とコバルト粉末が２
３重量％との割合の混合粉末を９０重量％と安定化ジル
コニア粉末を１０重量％との割合にて混合した混合物を
出発原料として使用した。斯様に調合した出発原料を用
いて静水圧加圧焼結法による焼結作業を行った。先ず、
其の出発原料を極軟鉄板を用いて形成した容器内に充填
して密封した。次いで、其の容器を静水圧加圧焼結装置
内に装填した。次いで５００ｋｇ ／ ｃ４の静水圧を
加えると共に１，４００℃の温度にて加熱した。其の焼
結作業を終えて得た焼結体は、二層化モリブデンが７７
重量％とコバルトが２３重量％と安定化ジルコニアが１
０重量％との組成割合を成した二層化モリブデン系焼結
体である硬質炭化物系工具材であった。
３重量％との割合の混合粉末を９０重量％と安定化ジル
コニア粉末を１０重量％との割合にて混合した混合物を
出発原料として使用した。斯様に調合した出発原料を用
いて静水圧加圧焼結法による焼結作業を行った。先ず、
其の出発原料を極軟鉄板を用いて形成した容器内に充填
して密封した。次いで、其の容器を静水圧加圧焼結装置
内に装填した。次いで５００ｋｇ ／ ｃ４の静水圧を
加えると共に１，４００℃の温度にて加熱した。其の焼
結作業を終えて得た焼結体は、二層化モリブデンが７７
重量％とコバルトが２３重量％と安定化ジルコニアが１
０重量％との組成割合を成した二層化モリブデン系焼結
体である硬質炭化物系工具材であった。
以上に説明した実施例により製造した硬質炭化物系工具
材をもって成形したチップと、従来使用されている炭化
タングステン粉末をコバルトにて結合して展進した炭化
タングステン超硬工具材をもって成形したチップとを用
いて切削作業を行った実績は次の如くであった０ 切削実験用の被切削物としては、軸受用高炭素高クロム
鋼より成るコロ軸受外輪用素材を使用其の素材を外径５
２ミリ 幅１５ミリのコロ軸受外輪に切削する作業を行
うこととした。
材をもって成形したチップと、従来使用されている炭化
タングステン粉末をコバルトにて結合して展進した炭化
タングステン超硬工具材をもって成形したチップとを用
いて切削作業を行った実績は次の如くであった０ 切削実験用の被切削物としては、軸受用高炭素高クロム
鋼より成るコロ軸受外輪用素材を使用其の素材を外径５
２ミリ 幅１５ミリのコロ軸受外輪に切削する作業を行
うこととした。
従来使用されている炭化タングステン粉末ニコバルト粉
末を添加した混合物を焼結して得た炭化タンゲステン系
超硬合金よシ成るチップを用いて切削作業を行った場合
は、１回の研磨にて連続して２６個切削できた０ 次に、本実施例１にて製造した炭化タングステン系工具
材より成るチップを用いて切削作業を行った場合は、１
回の研磨で連続して３１個切削できた。
末を添加した混合物を焼結して得た炭化タンゲステン系
超硬合金よシ成るチップを用いて切削作業を行った場合
は、１回の研磨にて連続して２６個切削できた０ 次に、本実施例１にて製造した炭化タングステン系工具
材より成るチップを用いて切削作業を行った場合は、１
回の研磨で連続して３１個切削できた。
実施例２にて製造した炭化チタン系工具材より成るチッ
プを用いて切削作業を行った場合は、１回の研磨で連続
して２８個切削できた〇実施例６にて製造した炭化タン
グステン系工具材よシ成るチップを用いて切削作業を行
った場合は、１回の研磨で連続して２９個切削できた。
プを用いて切削作業を行った場合は、１回の研磨で連続
して２８個切削できた〇実施例６にて製造した炭化タン
グステン系工具材よシ成るチップを用いて切削作業を行
った場合は、１回の研磨で連続して２９個切削できた。
以上のような成績よりして、本発明の安定化ジルコニア
粉末を添加した出発原料を用いて焼結作業を行って製造
した炭化物系工具材は、安定化ジルコニアを添加してい
ない出発原料を用いて焼結作業を行って製造した炭化物
系工具材に比して、すぐれた生産性を発揮することがで
きた０
粉末を添加した出発原料を用いて焼結作業を行って製造
した炭化物系工具材は、安定化ジルコニアを添加してい
ない出発原料を用いて焼結作業を行って製造した炭化物
系工具材に比して、すぐれた生産性を発揮することがで
きた０
Claims (2)
- （１） 炭化タングステン、′炭化モリブデン、炭化
クロム、炭化チタン、炭化ジルコニウム、炭化ハフニウ
ム、炭化タンタル、炭化ニオブ、炭化バナジウムのうち
より選択した１種の硬質炭化物の粉末または２種以上の
硬質炭化物の混合粉末が７４重量％乃至９２重量％と、
コバルト、ニッケル、鉄、モリブデンのうちより選択し
た１種の金属の粉末または２種以上の金属の混合粉末で
ある結合用金属粉末が２６重量％乃至８重量％゛との割
合範囲内より選定した割合にて混合した硬質炭化物と結
合用金属との混合粉末を９９．５重量％乃至９０重量％
と、安定化ジルコニア粉末を（Ｌ５５重量％至１０重量
−′との割合範囲内より選定した割合にて混合した混合
物を、加圧焼結法または常圧焼結法または静水圧加圧焼
結法によって焼結して得られる硬質炭化物粉末と結合用
金属粉末との焼結組織の内部に安定化ジルコニア粉末が
分散し結合している組織体を特徴とする硬質炭化物系工
具材。 - （２）炭化タングステン、炭化モリブデン、炭化クロム
、炭化チタン、炭化ジルコニウム、炭化ハフニウム、炭
化タンタル、炭化ニオブ、炭化バナジウムのうちより選
択した１種の硬質炭化物の粉末または２種以上の硬質炭
化物の混合粉末が７４重量％乃至９２重量％と、コバル
ト、ニッケル、鉄、モリブデンのうちより選択した１種
の金属の粉末または２種以上の金属の混合粉末である結
合用金属粉末が２６重量％乃至８重量％との割合範囲内
より選定した割合にて混合した硬質炭化物と結合用金属
との混合粉末を９９５重量％乃至１０重量％と、安定化
ジルコニア粉末を０．５重量％乃至１０重量外との割合
範囲内より選定した割合にて混合した混合物を出発原料
とし、斯様に調合した原料を加圧焼結法により４００１
ｗ／ａｌ乃至１，０００′に４／ｃｄの範囲内の圧ガを
もって加圧すると同時に１，４００’Ｃ乃至１，７００
℃の範囲内の温度にて加熱するか、または、常圧焼結法
によって其の原料を１．００’Ｏｋｔ／ｄ乃至１０．０
００吟／ｄの範囲内の圧力を用いて圧縮成形した成形体
を１，４００”Ｃ乃至ｉ、 ７００℃の範囲内の温度を
用いて常圧下にて加熱するか、または静水圧加圧焼結法
によって其の原料に３００ｋｇ／ｃｒＪ乃至１．０００
吻／ｄの圧力をもって静水圧を加えると同時に１．４０
（！℃乃至１．７００℃の範囲内の温度にて加熱する
かして、焼結作業を行うことを特徴とする硬質炭化物系
工具材の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56128178A JPS5831059A (ja) | 1981-08-18 | 1981-08-18 | 硬質炭化物系工具材およびその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56128178A JPS5831059A (ja) | 1981-08-18 | 1981-08-18 | 硬質炭化物系工具材およびその製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5831059A true JPS5831059A (ja) | 1983-02-23 |
Family
ID=14978341
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56128178A Pending JPS5831059A (ja) | 1981-08-18 | 1981-08-18 | 硬質炭化物系工具材およびその製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5831059A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5801110A (en) * | 1997-04-07 | 1998-09-01 | Miltex Instrument Company | Ceramic composition for coating surgical and dental instruments |
| CN109940165A (zh) * | 2019-04-24 | 2019-06-28 | 南京航空航天大学 | 颗粒增强SLM制备原位自生TiAl金属化合物的方法 |
| CN111705251A (zh) * | 2020-07-21 | 2020-09-25 | 广东正信硬质材料技术研发有限公司 | 一种提高硬质合金韧性的方法 |
| CN112195388A (zh) * | 2020-09-23 | 2021-01-08 | 湖南省冶金材料研究院有限公司 | 一种碳化钛基复合材料及其制备方法 |
| WO2021240995A1 (ja) * | 2020-05-26 | 2021-12-02 | 住友電気工業株式会社 | 基材および切削工具 |
-
1981
- 1981-08-18 JP JP56128178A patent/JPS5831059A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5801110A (en) * | 1997-04-07 | 1998-09-01 | Miltex Instrument Company | Ceramic composition for coating surgical and dental instruments |
| CN109940165A (zh) * | 2019-04-24 | 2019-06-28 | 南京航空航天大学 | 颗粒增强SLM制备原位自生TiAl金属化合物的方法 |
| WO2021240995A1 (ja) * | 2020-05-26 | 2021-12-02 | 住友電気工業株式会社 | 基材および切削工具 |
| JP7014340B1 (ja) * | 2020-05-26 | 2022-02-01 | 住友電気工業株式会社 | 基材および切削工具 |
| CN114829641A (zh) * | 2020-05-26 | 2022-07-29 | 住友电气工业株式会社 | 基材以及切削工具 |
| CN111705251A (zh) * | 2020-07-21 | 2020-09-25 | 广东正信硬质材料技术研发有限公司 | 一种提高硬质合金韧性的方法 |
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