JPS5933658B2 - Hard alloys and manufacturing methods - Google Patents

Hard alloys and manufacturing methods

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JPS5933658B2
JPS5933658B2 JP56116615A JP11661581A JPS5933658B2 JP S5933658 B2 JPS5933658 B2 JP S5933658B2 JP 56116615 A JP56116615 A JP 56116615A JP 11661581 A JP11661581 A JP 11661581A JP S5933658 B2 JPS5933658 B2 JP S5933658B2
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JP
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melting point
high melting
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alloy
point metal
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JP56116615A
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直治 藤森
毅 浅井
孝春 山本
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 T i、Z r * Hf 9 V g N b 9
T a v Cr * Mo g Wの硬質炭化物を鉄
族金属で結合したい4)ゆる超硬合金は切削工具、ロー
ルダイス等の耐摩工具に広く使われている。
[Detailed description of the invention] T i, Z r * Hf 9 V g N b 9
We want to combine the hard carbides of T a v Cr * Mo g W with iron group metals 4) Cemented carbides are widely used in wear-resistant tools such as cutting tools and roll dies.

近年炭化物のみならず窒化物あるいは炭窒化物が利用さ
れはじめている。
In recent years, not only carbides but also nitrides and carbonitrides have begun to be used.

工具として超硬合金に要求される特性は2種類に大別さ
れることが判っている。
It is known that the characteristics required of cemented carbide as a tool are roughly divided into two types.

すなわち靭性と耐摩耗性とである。That is, toughness and wear resistance.

このうち靭性lこ関しては発明者等の長年の研究により
、さらlこ2種類に大別されることが判って来た。
As for toughness, it has been found through many years of research by the inventors that it can be roughly divided into two types.

それは機械的強度と熱疲労強度とである。These are mechanical strength and thermal fatigue strength.

機械的強度と耐摩耗性関係は上記超硬合金においては相
反する性質であり、鉄族結合金属(多くの場合Co )
を増加させ、機械的強度を上昇させれば耐摩耗性は減少
してしまう。
The relationship between mechanical strength and wear resistance is contradictory in the cemented carbide mentioned above, and the relationship between mechanical strength and wear resistance is contradictory in the above-mentioned cemented carbide.
If the mechanical strength is increased by increasing the abrasion resistance, the wear resistance will decrease.

熱疲労強度の変化はかなり複雑である。Changes in thermal fatigue strength are quite complex.

C4の増大にともない熱疲労強度の増加が起るが、Co
量が多すぎるとかえって塑性変形が起り、熱疲労強度の
低下をまねく。
Thermal fatigue strength increases as C4 increases, but Co
If the amount is too large, plastic deformation will occur, leading to a decrease in thermal fatigue strength.

従ってCo量増(こよる熱疲労強度向上にもおのずから
限界がある。
Therefore, there is a limit to the increase in Co content (improvement in thermal fatigue strength).

一方、切削工具においては、その能率向上のため、切込
み、送りの大きな重切削に耐える耐熱疲労強度の高い工
具がますます要求されて来ている。
On the other hand, in order to improve the efficiency of cutting tools, there is an increasing demand for tools with high thermal fatigue strength that can withstand heavy cutting with large depths of cut and large feeds.

また耐摩工具の市場においても、モルガンロールに代表
される熱間塑性加工用としてきびしい熱サイクルに耐え
る工具が要求されて来ている。
Furthermore, in the market for wear-resistant tools, there is a growing demand for tools that can withstand severe thermal cycles for hot plastic working, such as Morgan rolls.

しかるにすでに述べたように、これらの要求を満たすに
は現状の超硬合金ではおのずから限界がある。
However, as already mentioned, there are limits to the ability of the current cemented carbide to meet these requirements.

本発明はWC−Co系合金では到達し得ない高温耐塑性
変形性と耐熱疲労靭性とを有する工具を提案することに
最大の特徴がある。
The greatest feature of the present invention is that it proposes a tool that has high-temperature plastic deformation resistance and thermal fatigue toughness that cannot be achieved with WC-Co alloys.

以下にその考え方について述べる。The idea is described below.

Coを結合相とした従来の超硬合金においてはCO相の
軟化温度が低いため高温での耐塑性変形性実用切削条件
においてもすでに問題となっているし、耐熱疲労靭性も
以下に述べる材料に比べ低い。
In conventional cemented carbide with Co as a binder phase, the softening temperature of the CO phase is low, so the plastic deformation resistance at high temperatures is already a problem under practical cutting conditions, and the thermal fatigue toughness of the materials described below is also low. Comparatively low.

従って、これを防ぐためにはCOのかわりζこWlこ代
表される高融点金属を結合金属として用いればよいこと
になる。
Therefore, in order to prevent this, a high melting point metal such as ζWl may be used as the bonding metal instead of CO.

実際このような考えに基づいた合金の試作は2〜3行わ
れており、特公昭51−47645号にはTi W
Cの共晶点を利用して(T i 、W) C1−x−
Wの合金を2500℃前後の温度に加熱、溶融し、これ
を製造するいわゆる溶製法で作成することが提案されて
いる。
In fact, two or three prototype alloys have been made based on this idea, and in Japanese Patent Publication No. 51-47645, TiW
Using the eutectic point of C, (T i , W) C1-x-
It has been proposed that a W alloy be heated to a temperature of around 2500° C. and melted to produce it using a so-called melting method.

この合金(以下鋳造合金と記す)の耐摩耗性や高温での
耐塑性変形性は該超硬合金に比べはるかに優れているも
の\、以下のような欠点があって広く使用されるには至
らなかった。
Although the wear resistance and plastic deformation resistance at high temperatures of this alloy (hereinafter referred to as cast alloy) are far superior to those of the cemented carbide, the following drawbacks prevent it from being widely used: It didn't work out.

第1に靭性、特ζこ機械的強度が著しく劣っている。First, the toughness, especially the mechanical strength, is extremely poor.

第2Iこきわめて難研削材料であるにもか\わらず、鋳
造によって作られるため粉末冶金法で製造される超硬合
金のごとき複雑形状の製2品を安価に製造することがで
きない。
Although it is an extremely difficult material to grind, since it is made by casting, it is not possible to manufacture products with complex shapes at low cost, such as cemented carbide manufactured by powder metallurgy.

第3に鋳造温度の関係上融点の低い共晶組成付近に限定
された合金しか得られない。
Thirdly, due to the casting temperature, only alloys with low melting points near eutectic compositions can be obtained.

また(Ti、WXC,N)W間合金の提案(%開昭47
−9603号)もあるが同じような理由から実用には供
されていない。
We also proposed an alloy between (Ti, WXC, N)W (%
-9603), but it has not been put into practical use for the same reason.

そこでこれ等の該鋳造合金の組成で粉末冶金法で製造で
きれば、前述の欠点のうち第2、第3の2つの欠点をカ
バーできるということは当業者において容易Qこ考えつ
くところである。
Therefore, those skilled in the art can readily conceive that the second and third two of the above-mentioned drawbacks can be overcome if the cast alloy composition can be manufactured by powder metallurgy.

しかし、この試みは数々行われながら実際に優れた合金
は作成されていない。
However, although many attempts have been made to achieve this goal, no superior alloy has actually been created.

その理由はこの組成の合金は炭化物やMo、Wといった
高融点金属より成っているので焼結性は著しく悪く、十
分な強度が出なかったためである。
The reason for this is that since the alloy with this composition is made of carbides and high melting point metals such as Mo and W, its sinterability is extremely poor and sufficient strength cannot be obtained.

本発明者等はこれ等の系の合金について、なかんずく硬
質相を形成する元素について詳細なる研究を行って驚く
べき知見を得るに至った。
The present inventors have conducted detailed research on these alloys, particularly on the elements that form the hard phase, and have obtained surprising findings.

すなわち、これまで硬質合金の常識では焼結を阻害する
とされていた酸素を硬質相に入れることによって焼結性
が著しく向上し、ざらには靭性の向上がみられることを
発見したのである。
In other words, they discovered that by introducing oxygen into the hard phase, which was conventionally thought to inhibit sintering in hard alloys, sinterability was significantly improved, and roughness also showed an improvement in toughness.

本発明はこの知見をもとに靭性に優れた高融点金属バイ
ンダー硬質合金を、近年の高能率化(こ応える工具とし
て提案するものである。
Based on this knowledge, the present invention proposes a high melting point metal binder hard alloy with excellent toughness as a tool to meet the recent demands for high efficiency.

本発明は酸素及び窒素を硬質相に積極的に投入すること
に最大の特徴があるが、この合金においては酸素は硬質
相以外にはほとんどはいらず、硬質相(Ml、M2.M
3XC,N、0)といった組成となる。
The greatest feature of the present invention is that oxygen and nitrogen are actively introduced into the hard phase, but in this alloy, oxygen is hardly present outside the hard phase;
The composition is 3XC,N,0).

Mlは周期律表IVaVa族金属るT I 、Z r
gHfより選ばれた1種または2種以上の金属であり、
M2はVla族金属であるCr、Mo、Wより選ばれた
1種又は2種以上の金属であり、M3はVa族金属のV
、Nb、Taより選はれた1種又は2種以上の金属であ
る。
Ml is a metal of group IVaVa of the periodic table T I , Z r
One or more metals selected from gHf,
M2 is one or more metals selected from Vla group metals Cr, Mo, and W; M3 is a Va group metal V
, Nb, and Ta.

このことは第1図に示すX線回折により明らかである。This is clear from the X-ray diffraction shown in FIG.

この図はW4646原子Ti24原子%、Nb 5原子
%、C20原子%、N2原子係、03原子係の組成の合
金のX線回折のパターンであるが、WとTiC相のみ観
察される。
This figure is an X-ray diffraction pattern of an alloy with a composition of W4646 atoms, 24 at% of Ti, 5 at% of Nb, 20 at% of C, 2 att.% of N, and 0.3 atm. Only W and TiC phases are observed.

図中1はWのピーク、2はTiC相のピークを示してい
る。
In the figure, 1 indicates the peak of W, and 2 indicates the peak of the TiC phase.

このようなことはNを含有する合金においても同じであ
る。
This also applies to alloys containing N.

こ\で本発明合金の限定条件について説明する。Here, the limiting conditions for the alloy of the present invention will be explained.

まず、酸素の含有量であるXは余り少ないとその効果は
表われず、又余り多いと焼結性を悪くする。
First, if the oxygen content, X, is too small, its effect will not be exhibited, and if it is too large, the sinterability will deteriorate.

一般に酸化物と金属の混合体の焼結性が劣るのはそれ等
の界面のぬれが悪いためであるが、本発明の合金につい
ても同じことが考えられる。
Generally, the sinterability of mixtures of oxides and metals is poor because of poor wetting of their interfaces, and the same can be considered for the alloys of the present invention.

0.05≦X≦0.5の範囲であれば酸素の添加効果を
損うことなく強度の高い合金が得られる。
If the range is 0.05≦X≦0.5, an alloy with high strength can be obtained without impairing the effect of oxygen addition.

窒素についても酸素と同様のことが言えるが、耐摩耗性
を最下限に要求される場合は窒素は望ましくない場合が
あるので(1005≦y≦0.5が適当と考えられる。
The same thing can be said about nitrogen, but when the lowest wear resistance is required, nitrogen may not be desirable (1005≦y≦0.5 is considered to be appropriate).

Ml及びM2の比率については、a <0.07であれ
ば硬質相の量が少なく硬質合金として適当でない。
Regarding the ratio of Ml and M2, if a<0.07, the amount of hard phase is small and the alloy is not suitable as a hard alloy.

一方、a > 0.7となると高融点金属相が少なくな
り脆くて実用性がない。
On the other hand, when a > 0.7, the high melting point metal phase decreases, making it brittle and impractical.

さらにNと0の合1Jif’x + yも限度以上にな
ると焼結性を損う。
Furthermore, if the sum of N and 0 1Jif'x + y exceeds the limit, sinterability will be impaired.

0が0.05以上含有することを要するので下限も定ま
って0.005≦x+y≦0,6であることが望ましい
Since it is necessary to contain 0.05 or more, it is desirable that the lower limit is also determined and 0.005≦x+y≦0.6.

化学量論定数(金属に対するC、N、0合計のモル比率
)2については0.5を越えると硬質相と炭素の共存域
であり本発明の範囲ではない。
When the stoichiometric constant (molar ratio of the total of C, N, and 0 to the metal) 2 exceeds 0.5, the hard phase and carbon coexist, which is outside the scope of the present invention.

又0.1以下では硬質相が少なすぎて硬度が足りないた
め切削工具や耐摩耗材料としての本発明の目的からはず
れる。
Moreover, if it is less than 0.1, the hard phase is too small and the hardness is insufficient, which deviates from the purpose of the present invention as a cutting tool or wear-resistant material.

このため0.1≦2≦0.5であることを要する。Therefore, it is necessary that 0.1≦2≦0.5.

rVaVa族元素部をV、Nb、TaのVa族元素によ
って置換することは靭性の向上に効果がある。
Substituting the rVaVa group element portion with a Va group element such as V, Nb, or Ta is effective in improving toughness.

しかし多量に添加するとIVa族、Vla族高融点元素
の組合わせによって特徴的に表われるMe(C,N。
However, when added in large amounts, Me(C,N) appears characteristically due to the combination of IVa group and Vla group high melting point elements.

0)と高融点金属相の共存という組織からはずれやすく
なる。
0) and a high melting point metal phase coexist.

(Mla、M2b、M3c)(C1、N O)x−y
yyxz と表イ)すと (Ml:IVaVa族元素A! 2 : VIa族几素
、M3:Va族元素)a+cはfVaVa族元素の範囲
であることが望ましく0.1から0.7の間であり、−
は0.3以下a+C であることが望ましい。
(Mla, M2b, M3c) (C1, N O) x-y
yyxz and Table a) (Ml: IVaVa group element A! 2: VIa group phosphorus, M3: Va group element) a+c is preferably in the range of fVaVa group element, and is preferably between 0.1 and 0.7. Yes, -
is preferably 0.3 or less a+C.

又a + b + c ”” 1であり、従って0.0
7≦a≦0.7,0.3≦b≦0.9.0<c≦0.2
1となる。
Also, a + b + c ”” 1, so 0.0
7≦a≦0.7, 0.3≦b≦0.9.0<c≦0.2
It becomes 1.

鉄族金属やAg、Pd、Cu等の微量添加が高融点金属
の焼結性を促進することは一般に知られているが、本発
明合金においてもその効果が認められる。
It is generally known that the addition of trace amounts of iron group metals, Ag, Pd, Cu, etc. promotes the sinterability of high melting point metals, and this effect is also recognized in the alloy of the present invention.

これ等の金属の1種又は2種以上を含有しても本発明合
金の特徴は失わない。
Even if one or more of these metals are contained, the characteristics of the alloy of the present invention will not be lost.

しかしこれ等の金属は低融点であり、多重に添加した場
合本合金の特徴である耐熱性を低下させることは明白で
ある。
However, these metals have low melting points, and it is clear that if they are added in multiple amounts, the heat resistance, which is a characteristic of the present alloy, will be reduced.

このような観点からこれ等の金属は2原子%以下の添加
量にとゾめることか望ましい。
From this point of view, it is desirable that these metals be added in an amount of 2 atomic % or less.

本発明の如き酸素を含有した合金を製造するには2つの
方法が考えられる。
Two methods are possible for producing oxygen-containing alloys such as those of the present invention.

ひとつは酸素の入ったBl型硬質相を作り、これと高融
点金属を混合して焼結する方法であり、他のひとつは焼
結中に雰囲気から酸素を入れる方法である。
One method is to create a Bl type hard phase containing oxygen, mix this with a high melting point metal, and sinter it, and the other method is to introduce oxygen from the atmosphere during sintering.

前者は本発明合金においては焼結性が劣り強靭な合金と
することがむつかしい上に含有酸素量の厳密な調節もむ
つかしい。
The former has poor sinterability in the alloy of the present invention, making it difficult to form a strong alloy and also making it difficult to precisely control the amount of oxygen contained.

一方後者においては気相との反応により硬質相の組成が
次第に変化してゆくことによって焼結は促進される。
On the other hand, in the latter case, sintering is promoted by the gradual change in the composition of the hard phase due to reaction with the gas phase.

さらに雰囲気の圧力調節によって上記反応の制御が可能
であるので含有酸素量の調節も可能である。
Furthermore, since the above reaction can be controlled by adjusting the pressure of the atmosphere, it is also possible to adjust the amount of oxygen contained.

ところで酸素を硬質相に導入するにはCOガス雰囲気が
最も優れている。
Incidentally, a CO gas atmosphere is the best for introducing oxygen into the hard phase.

これに関して発明者は詳細ζこ研究した結果COガス雰
囲気中で1000℃付近に保持すると、Bl型固溶体の
炭化物、炭窒化物中にOが浸入することがオ〕かった。
Regarding this, the inventor conducted detailed research and found that when maintained at around 1000° C. in a CO gas atmosphere, O intrudes into the carbides and carbonitrides of the Bl type solid solution.

この反応を利用してCO雰囲気中で昇温すればよいと考
え、実施例1に示すような焼結方法で焼結したところ良
好なる合金を作ることができた。
It was thought that this reaction could be utilized to raise the temperature in a CO atmosphere, and when sintering was performed using the sintering method shown in Example 1, a good alloy could be produced.

COガスは低温では(3)弐の分解反応をおこして炭素
を析出する。
At low temperatures, CO gas causes the decomposition reaction (3) 2 to precipitate carbon.

2CO+CO2+C・・・・・・・・・(3)このため
昇温過程の最初からCO雰囲気とすることは好ましくな
い。
2CO+CO2+C (3) Therefore, it is not preferable to create a CO atmosphere from the beginning of the temperature raising process.

また窒素を含有させる目的で00分圧と同時もしくは単
独にN2分圧をかけた雰囲気で昇温することもよい方法
である。
It is also a good method to raise the temperature in an atmosphere where N2 partial pressure is applied simultaneously or independently with 00 partial pressure for the purpose of containing nitrogen.

この場合は原料にNを含有する物質(例えばTiN、T
i(C,N)等)を使って真空焼結を行っても必ずしも
焼結性が悪くなるイ)けではない。
In this case, the raw material is a material containing N (for example, TiN, T
Even if vacuum sintering is performed using i(C,N), etc.), the sinterability will not necessarily deteriorate.

しかし0.Nを必ずしも気相からだけ取り入れるばかり
でなく、酸素あるいは窒素又はその両者を含有したBl
型固溶体を原料に使って00分圧あるいはN2分圧のか
\つたあるいは両者を利用した雰囲気で焼結することは
空孔もなく酸素、窒素の調節も厳密にできて好ましい結
果を得られる。
But 0. N is not necessarily introduced only from the gas phase, but also Bl containing oxygen or nitrogen or both.
Using a mold solid solution as a raw material and sintering in an atmosphere using 00 partial pressure, N2 partial pressure, or both produces favorable results because there are no vacancies and oxygen and nitrogen can be precisely controlled.

これ等については実施例2に示す。These are shown in Example 2.

さて、本発明の硬質合金が特に切削工具として良い性質
を示すことは以下の実施例によって明らかにする。
Now, it will be clear from the following examples that the hard alloy of the present invention exhibits particularly good properties as a cutting tool.

超硬合金において粒度等の調節のためしばしば用いられ
るB、AI、Si、P等を微量添加することも本発明の
範囲である。
It is also within the scope of the present invention to add trace amounts of B, AI, Si, P, etc., which are often used in cemented carbide to adjust grain size and the like.

又VIa族金属中Crは必ずしも高融点とは言いがたい
が、Crを添加した合金は特に高い耐食性を示すので目
的によっては好ましい合金となる。
Furthermore, although Cr in Group VIa metals cannot necessarily be said to have a high melting point, alloys to which Cr is added exhibit particularly high corrosion resistance, and therefore are preferable alloys depending on the purpose.

以下実施例を示すが、本発明範囲が以下の実施例に限ら
れるものではない。
Examples will be shown below, but the scope of the present invention is not limited to the following examples.

実施例 1 市販の平均粒度1.5μのW82重量%と平均粒度1μ
のTiC11,0重量楚及びTiN3.5重量%及びT
aC5,5重量%を秤取し、これをアトライターで5時
間湿式混合後、乾燥型押工程を経て、w15°1r17
i25.6 Ta1°8 C21°5 N6(原
子係で表示した)の組成の原料粉を作成した。
Example 1 Commercially available W82% by weight with an average particle size of 1.5μ and an average particle size of 1μ
TiC 11,0% by weight and TiN 3.5% by weight and T
Weigh out 5.5% by weight of aC, wet mix it in an attritor for 5 hours, and then go through a dry embossing process to form w15°1r17.
A raw material powder having a composition of i25.6 Ta1°8 C21°5 N6 (expressed in atomic units) was prepared.

これを以下の2種の焼結方法で試料を作成した。Samples were prepared using the following two sintering methods.

(5)真空焼結 10−’Torr以下 1850℃X
1hr(BJ本発明 常温〜1000℃ 真空10−” Torr以下10
0り℃〜1850℃ CO雰囲気50Torr1850
℃X 1 hr 真空5X10−” Tor r以下
昇温速度は10℃/−であり、冷却は10Torr以下
の真空中で行った。
(5) Vacuum sintering 10-'Torr or less 1850℃X
1 hr (BJ invention room temperature to 1000℃ vacuum 10-” Torr or less 10
0℃~1850℃ CO atmosphere 50Torr1850
℃X 1 hr Vacuum 5×10 Torr or less The temperature increase rate was 10° C./−, and cooling was performed in a vacuum of 10 Torr or less.

得られた試料の炭素と酸]・素および窒素の分析結果は
表1に示すとおりである。
The analysis results of carbon, acid, element and nitrogen of the obtained sample are shown in Table 1.

従って最終組成の概略は次のように表わされる。Therefore, the final composition can be roughly expressed as follows.

(A) W2O”’ −Ti 2””−Ta”9−C
2”’ −N”” −0”’又は(Wo、623 Ti
0.35 ’raO,027) (Co、soo No
、19600、QQ4 )0.342 (B) p5.2 T 125−2 ’l’a1
−OC10・8−N4・7 04.1又は(Wo、62
2 TiO,352Ta0.026 ) (C0,69
3NO,16400,143)0.38に れ等市販I SOP 30合金とW″−T722−Zr
”−C26の組成を持つ該鋳造合金の4者で切削性能の
比較を行った。
(A) W2O"'-Ti 2""-Ta"9-C
2"'-N""-0"' or (Wo, 623 Ti
0.35'raO,027) (Co, soo No
, 19600, QQ4 ) 0.342 (B) p5.2 T 125-2 'l'a1
-OC10・8-N4・7 04.1 or (Wo, 62
2 TiO,352Ta0.026) (C0,69
3NO, 16400, 143) 0.38 nire etc. Commercially available I SOP 30 alloy and W''-T722-Zr
The cutting performance of the four cast alloys having the composition of ``-C26'' was compared.

切削条件は表2に示すごとくであった。The cutting conditions were as shown in Table 2.

この試験の結果は表3のとおりである。The results of this test are shown in Table 3.

この例から明らかなごとく、Wをバインダーとする合金
では刃先後退量のデータが示すごとく、耐塑性変形性は
すぐれている。
As is clear from this example, the alloy containing W as a binder has excellent plastic deformation resistance as shown by the data on the amount of cutting edge recession.

しかし、酸素を含有しない囚や市販鋳造合金はフライス
切削のごとき断続切削ではチッピングをおこして実用に
は使用できない。
However, oxygen-free alloys and commercially available cast alloys cannot be used practically because they chip when subjected to interrupted cutting such as milling.

従来品である超硬合金P30は刃先後退量が著しく、こ
の試験1のごとき高能率切削には耐えられなC)。
The conventional product, cemented carbide P30, had a significant amount of cutting edge retraction and could not withstand high-efficiency cutting as in Test 1 C).

本発明(B)は旋削、フライス切削共に良好であり摩耗
も少ないすぐれた合金であることか明らかである。
It is clear that the present invention (B) is an excellent alloy that is good in both turning and milling, and has little wear.

実施例 2 表4に示す組成の合金を実施例1と同様の方法で作成し
た。
Example 2 An alloy having the composition shown in Table 4 was prepared in the same manner as in Example 1.

これらの合金はSPV 854の形状に仕上げられ、こ
れを前すくい角0°、慣すくい角6°で下記の条件で切
削試験を行い性能を比較した。
These alloys were finished in the shape of SPV 854, and a cutting test was conducted under the following conditions with a front rake angle of 0° and an initial rake angle of 6° to compare the performance.

被削材 S 45 C(、I−(B 240 >速
度 80m/溝π 送 リ 1.2 mm/ rev切り込み
5〜13朋 この被削材は鍛造品で凹凸が激しいので切り込みは5〜
13間の間で変動した。
Work material S 45 C(, I-(B 240 > speed
degree 80m/groove
It varied between 13 and 13.

被削材のばらつきを考慮して2〜4回のくり返し試験を
行い、表4のごとき平均寿命を示した。
The test was repeated 2 to 4 times in consideration of variations in the work material, and the average lifespan shown in Table 4 was obtained.

本発明品は従来の超硬合金に比べ3〜5倍の性能を持っ
ている。
The product of the present invention has 3 to 5 times higher performance than conventional cemented carbide.

又、市販鋳造合金に比しても良い性質を有する組組を有
する場合が多く、最もよいものは60%程性能の向上が
みられる。
In addition, they often have compositions that have better properties than commercially available cast alloys, and the best ones show about a 60% improvement in performance.

さらに本発明がより広い用途を持っていることを次の実
施例に示す。
Further, the broader applicability of the invention is illustrated in the following examples.

実施例 3 実施例1,2と同様lこして作成した合金をフライス切
削を行って比較した。
Example 3 An alloy prepared by straining in the same manner as in Examples 1 and 2 was milled and compared.

この場合の工具形態はチャンファ−ホーニングQ、4
ttzx X −75°をつけたチップをアキシャルレ
ーキ+8°、ラジアルレーキO0で10インチのカッタ
ーにつけて湿式フライス切削を行った。
In this case, the tool form is chamfer honing Q, 4
Wet milling was performed using a 10-inch cutter with an axial rake of +8° and a radial rake of O0, using a tip with ttzx

被切削 555C(HB270) 速 1シj120m/1mノを 送 リ 0.5關/刃 切り込み lQmi 表5にこの試験の結果を記す。Cutting target 555C (HB270) Speed 1st 120m/1m Feedback: 0.5 mm/blade Cut lQmi Table 5 shows the results of this test.

本発明は従来品のI SOP 30に比して2倍もの性
能を示している。
The present invention exhibits twice the performance as the conventional product ISOP 30.

市販鋳造合金が全く使用できないフライス切削で高送り
の要求に十分応えられる工具である。
This tool can fully meet the demands for high feed rates in milling, where commercially available cast alloys cannot be used at all.

実施例2,3によって本発明が広い汎用性を持っている
ことも明らかである。
It is also clear from Examples 2 and 3 that the present invention has wide versatility.

上記実施例では、原料としてTiC,TiN、Wを使用
しているが、更にTic等の酸化物や、炭化物、窒化物
、酸化物からなる化合物の粉末を利用しても同様の結果
が得られた。
In the above example, TiC, TiN, and W are used as raw materials, but similar results can also be obtained by using powders of oxides such as Tic, and compounds made of carbides, nitrides, and oxides. Ta.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

Ig I 図ハv6−Ti” Nb”−C20−N2
−03(7Jfi成を持つ本発明合金のX線回折パター
ンを示す。 1・・・・・・Wのピーク、2・・・・・・Ti(mの
ピーク。
Ig I Figure Cv6-Ti” Nb”-C20-N2
-03 (shows the X-ray diffraction pattern of the present invention alloy with 7Jfi formation. 1... W peak, 2... Ti (m peak.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 周期律表IVa 、 VIa 、 Va族金属の炭
酸窒化物からなる硬質相と高融点金属相より成り、高融
点金属相は高融点金属または高融点金属に鉄族金属およ
びAg、Cu、Pdより選ばれた1種又は2種以上の金
属がO〜2(0を含まない)原子%を含有しており、合
金の全組成が式(1)で表わされることを特徴とする硬
質合金。 (Ml a 、M2b 、M3c ) (C,N 、
O)X−Y9VXZ ・・・・・・・・・(1) 但し、MlはIVaVa族金属種または2種以上、M2
はVla族金属の1種または2種以上、M3はVa族金
属であるV、Nb、Taの1種又は2種以上であり、a
+b+c二1で、0.1≦a+C≦0.−7 。 −<0.3 、0.07≦a≦0.7,0.3≦b≦0
.9゜a+C− 0< c≦0.21であり、更に0.05≦x+y≦0
.6゜0.05≦X≦0.5,0.005≦y≦0.5
,0.1≦2≦0.5である。 又、a、b、c、X、yはモル分率、2は金属に対する
C、N、0合計のモル比率である。 2 周期律表IVa、Via、V族金属の炭酸窒化物か
らなる硬質相と高融点金属相より成り、該高融点金属相
は高融点金属または高融点金属に鉄族金属およびAg、
Cu、Pdより選ばれた1種又は2種以上の金属がO〜
2(0を含まない)原子係を含有しており、合金の全組
成が式(2)で表わされる硬質合金を製造するに際し、 (Mlz9M2b9M3c)(C1−N O)x
yt yv x z ・・・・・・・・・(2) 但し、MlはIVaVa族金属種または2種以上、M2
はVia族金属の1種または2種以上、M3はVa族金
属であるV、Nb、Ta の1種または2種以上であり
、a+b+c=1で、0.1≦a+c≦0、7 、−<
0.3 、0.07≦a≦0.7,0.3≦ba+C− ≦0.9.0<c≦0.21であり、更に0.05≦X
+y≦0.6 、0.05≦X≦0.5 、0.005
≦y≦0.5,0.1≦2≦0.5である。 又、a、b、c、X、yはモル分率、2は金属に対する
C、N、0合計のモル比率である。 式(2)の構成成分となる高融点金属、炭化物、窒化物
、酸化物及びこれらの化合物の粉末状原料を混合、型押
し、焼結よりなるいわゆる粉末冶金法により製造し、焼
結工程の昇温過程の一部を一酸化炭素分圧0.5 To
rr以上の雰囲気とすることにより合金に酸素を富化す
ることを特徴とする硬質合金の製造法。 3 特許請求の範囲第2項において、昇温過程の一部又
は全部を窒素分圧ITorr以上の雰囲気とすることを
特徴とする硬質合金の製造も
[Claims] 1. Consists of a hard phase consisting of carbonate nitrides of metals from groups IVa, VIa, and Va of the periodic table and a high melting point metal phase, and the high melting point metal phase is a high melting point metal or a high melting point metal containing an iron group metal and a high melting point metal. One or more metals selected from Ag, Cu, and Pd contain O~2 (not including 0) atomic percent, and the entire composition of the alloy is represented by formula (1). hard alloy. (Mla, M2b, M3c) (C, N,
O)
is one or more types of Vla group metals, M3 is one or more types of Va group metals V, Nb, Ta, and a
+b+c21, 0.1≦a+C≦0. -7. −<0.3, 0.07≦a≦0.7, 0.3≦b≦0
.. 9゜a+C- 0<c≦0.21, and further 0.05≦x+y≦0
.. 6゜0.05≦X≦0.5, 0.005≦y≦0.5
, 0.1≦2≦0.5. Further, a, b, c, X, and y are mole fractions, and 2 is the total molar ratio of C, N, and 0 to the metal. 2. Consists of a hard phase consisting of carbonitrides of metals of groups IVa, Via, and V of the periodic table and a high melting point metal phase, and the high melting point metal phase is a high melting point metal or a high melting point metal containing an iron group metal and Ag,
One or more metals selected from Cu and Pd are O~
2 (not including 0), and the total composition of the alloy is represented by formula (2), (Mlz9M2b9M3c)(C1-NO)x
yt yv x z ・・・・・・・・・(2) However, Ml is an IVaVa group metal species or two or more kinds, M2
is one or more Via group metals, M3 is one or more Va group metals V, Nb, Ta, a+b+c=1, 0.1≦a+c≦0, 7, - <
0.3, 0.07≦a≦0.7, 0.3≦ba+C-≦0.9.0<c≦0.21, and 0.05≦X
+y≦0.6, 0.05≦X≦0.5, 0.005
≦y≦0.5, 0.1≦2≦0.5. Further, a, b, c, X, and y are mole fractions, and 2 is the total molar ratio of C, N, and 0 to the metal. The powdered raw materials of high-melting point metals, carbides, nitrides, oxides, and these compounds, which are the constituent components of formula (2), are manufactured by a so-called powder metallurgy method consisting of mixing, embossing, and sintering. Part of the heating process is carried out at a carbon monoxide partial pressure of 0.5 To
A method for producing a hard alloy, characterized by enriching the alloy with oxygen by creating an atmosphere of rr or more. 3 In claim 2, there is also the production of a hard alloy characterized in that part or all of the temperature raising process is performed in an atmosphere with a nitrogen partial pressure ITorr or higher.
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