JPS589137B2 - 切削用超硬合金 - Google Patents

切削用超硬合金

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JPS589137B2
JPS589137B2 JP50018981A JP1898175A JPS589137B2 JP S589137 B2 JPS589137 B2 JP S589137B2 JP 50018981 A JP50018981 A JP 50018981A JP 1898175 A JP1898175 A JP 1898175A JP S589137 B2 JPS589137 B2 JP S589137B2
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JP
Japan
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carbide
cutting
titanium
cemented carbide
based cemented
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JPS5193711A (en
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恭行 曾我
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DAIJETSUTO KOGYO KK
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DAIJETSUTO KOGYO KK
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C29/00Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides
    • C22C29/02Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はフライス加工や旋削加工等に使用する切削用超
硬合金に関するものである。
従来、フライス切削等に使用されている超硬合金には炭
化タングステン基および炭化チタン基超硬合金がある。
前者の炭化タングステン基超硬合金においては、炭化チ
タン基超硬合金に比較してクレータ摩耗が大きい欠点が
ある。
その欠点を改良するため、炭化チタンを添加することが
行われているが、添加する炭化チタンの重量比が増加す
る程抗折力が低下する。
また、この炭化タングステン基超硬合金は、炭化チタン
基超硬合金に比較すると鋼切削では絶対的に摩耗が大き
く、かつ切削加工中に構成刃先を生じやすい欠点がある
ため、切削時における条件の適合範囲が非常に制限され
ている。
他方、炭化チタン基超硬合金は炭化タングステン基超硬
合金よりも硬度が高く、耐熱性が優れているので、高速
切削用に広く用いられているが、炭化タングステン基超
硬合金よりも靭性に乏しく、機械的衝撃、熱衝撃に弱い
欠点がある。
またこの炭化チタン基超硬合金は熱伝導性が炭化タング
ステン基超硬合金より悪く、切削中に刃先の部分が局部
的に熱せられることによって、刃先にクラックを生じ急
冷されると破損することがある。
またある程度以上の高速、または重切削の場合、熱応力
のためチップは破損しやすい。
このような欠点のために炭化チタン基超硬合金は軽切削
以外には使用することがむずかしい。
このように炭化タングステン基超硬合金および炭化チタ
ン基超硬合金はそれぞれその欠点により切削条件の適合
範囲がかなり制限されている。
本発明は、上記従来のような炭化タングステン基および
炭化チタン基超硬合金の欠点を改良し、フライス切削等
において低速切削から高速切削まで適用でき、また乾式
切削および湿式切削のいずれの切削条件にも適合でき、
従来の切削用超硬合金よりもより使いやすい切削用超硬
合金を得ることを目的とするものである。
本発明は、重量比で、炭化タングステン10〜60%、
炭化チタン5〜40%、炭化タンタル5〜30%、窒化
チタン3%以上20%未満、コバルト、ニッケル、鉄等
の鉄族金属5〜20%の成分からなる超硬合金を第1の
発明とし、上記組成にモリブデンまたは炭化モリブデン
を重量比で5〜20%含有せしめだ超硬合金を第2の発
明とする。
この組成によって、従来の炭化チタン基超硬合金よりも
耐熱性に優れ、抗折力の大幅な低下を起さずに硬度が高
められ、かつ広範囲な切削条件に適合することができる
ところで、鋼或いは高級鋳鉄の切削では二番摩耗および
すくい面摩耗を軽減する要素として炭化チタンに及ぶも
のはない。
従ってできる限り炭化チタンの比率を大きくする方が摩
耗に関する限り有利であるが、他方炭化チタンの熱伝導
率が非常に低いことに起因する種々の問題が生ずる場合
がある。
炭化チタンを効率よく使用するために炭化タングステン
、炭化タンタル、炭化ニオブ等を固溶させて使用するこ
とが考えられる。
たとえば炭化タングステン:炭化チタン:炭化タンタル
が5:3:2或いは5:2:3の比の固溶体を使用する
のが好ましい。
これらお主びこれらに炭化タングステン、炭化タンタル
、炭化ニオブ、コバルト、ニツケツル、鉄などを所望の
組成になるように加えて焼結するのが普通であるが、こ
のようにすると上記炭化チタンの体積比がある程度以上
大きくなるといくら混合を充分行なっても焼結時に炭化
チタン含有の固溶体同志が接触した部分から互に融合し
て大きな粒子に成長しやすい。
この粒子の大きさは工具摩耗の大きな影響因子であり、
如何なる場合でもチタン含有固溶体の粒度は小さい方が
望ましい。
しかして窒化チタンを適量添加すると、この粒成長を妨
げることができる。
即ち、窒化チタンは炭化チタン基超硬合金に特有な炭化
チタンを核に持つ有核組織を保ったまま、その炭化チタ
ンに多く見られる固溶体粒子の粒成長を抑制し、結晶粒
を徴細にすることができる。
また窒化チタンは炭化チタンに比べ熱衝撃抵抗も大きく
、鋼との間の摩擦係数が小さいため発熱量目体も小さく
なり、従来の炭化チタン基超硬合金よりも、耐熱衝撃性
が改善される。
このように窒化チタンの添加によって粒の微細化が行な
われるために硬度が高く、耐摩耗性が著しく向上し、一
般の乾式フライス切削等だけでなく、湿式のフライス切
削等においても、カケやチツプングを起すことが少なく
、また比較的低チタンで高い切削性能を示す超硬合金が
得られる。
炭化チタンおよび窒化チタンの含有量はそれぞれ前述の
範囲が好ましく、それを越えると靭性が乏しくなり、ま
た上記範囲以下では充分な耐熱性耐摩耗性が得られない
炭化タンタルは前述のように炭化チタンを効率よく含有
させるために用いられるものであるが、タンタルとニオ
ブとの分離は製錬上困難であってタンタルには多くの場
合ニオブを随伴し、それらの固溶体は単独のタンタル炭
化物との間にきわだった性能の差を示さないため特許請
求の範囲にいう炭化タンタルにはその一部を炭化ニオブ
で置き換えた場合も含むものである。
またモリブデンまたは炭化モリブデン(MO2C)は炭
化チタン含有量の多い場合に粒成長抑制に有効であるこ
とは周知であるが、単に粒成長の抑制を目的とするなら
ば窒化チタンだけで充分であるが、上記モリブデンまだ
は炭化モリブデンを5〜20%添加すると経験上断続切
削となるフライス工具としてすぐれた効果が得られる。
これに対してモリブデン等を添加しない場合には連続切
削となる旋削用に適する。
実施例−1 炭化タングステン、炭化チタン、炭化タンタル、窒化チ
タン、炭化モリブデンおよび結合剤として鉄族金属を次
表に示すように成分比に配合し、ステンレス製ボールミ
ル、超硬合金製ボールを用い、約48時間混合した後加
圧成形し、1400℃または1450℃で焼結したチッ
プについて抗折試験および硬度試験を行なったところ、
第1表に示すような結果が得られた。
また図表の資料No.5,6,7の顕微鏡組織(150
0倍)を第1図イ,ロ,ハにそれぞれ示す。
これらの結果から組織は非常に細かく、抗折力、硬度も
すぐれていることがわかる。
実施例−2 上記実施例−1の場合とほぼ同様の方法で炭化モリブデ
ンを含まない場合について同様の試験を行なった結果を
第2表に示す。
また同様の資料別8,9,10,11の顕微鏡絹織(1
500倍)を第2図イ,ロ,ハ,ニにそれぞれ示す。
この場合も上記同様、組織は微細で抗折力、硬度もすぐ
れている。
注 試料No.11については真空焼結後に熱間静水圧
圧縮法による処理を行なつた。
実施例−3 上記実施例=1の場合とほぼ同様の方法で製造したもの
について従来品と機械的性質および切削性能について比
較試験を行なったところ、第3表のような結果が得られ
た。
この結果から本発明品は機械的性質がすぐれているのみ
ならず切削性能も非常にすぐれていることがわかる。
注−2、バイト形式 前逃げ角:6°、前すくい角:6°、前切刃価:30°
、横逃げ角:6°、横すくい角:6°、横切刃角:0° 注−3、フライスカッター形状 ラジアルすくい:−6°、アキシヤルすくい:−12°
、リードアングル:15°ノーズ半径:0.4mm 注−4、VBは平均二番摩耗を示す。
以上説明したように、本発明によれば、抗折力をさほど
落さずに硬度を高めることができ、フランク摩耗も大幅
に改善され、しかも乾式切削はもとより湿式切削をも可
能ならしめうる耐摩耗性および耐熱衝撃性の高い切削用
超硬質焼結合金を得ることができるのである。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図はそれぞれ本発明による超硬合金の
顕微鏡組織を示すものである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 重量比で、炭化タングステン10〜60%、炭化チ
    タン5〜40%、炭化タンタル5〜30%、窒化チタン
    3%以上20%未満、コバルト、ニッケル、鉄等の鉄属
    金属5〜20%の成分からなることを特徴とする切削用
    超硬合金。 2 上記特許請求の範囲第1項において、モリブデンま
    だは炭化モリブヂンを重量比で5〜20チ含有せしめた
    ことを特徴とする切削用超硬合金。
JP50018981A 1975-02-14 1975-02-14 切削用超硬合金 Expired JPS589137B2 (ja)

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