JPS60135552A - 超微細炭化タングステン基焼結合金 - Google Patents
超微細炭化タングステン基焼結合金Info
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- JPS60135552A JPS60135552A JP24348283A JP24348283A JPS60135552A JP S60135552 A JPS60135552 A JP S60135552A JP 24348283 A JP24348283 A JP 24348283A JP 24348283 A JP24348283 A JP 24348283A JP S60135552 A JPS60135552 A JP S60135552A
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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、高硬度、高靭性の焼結合金であって耐摩耗工
具、切断工具及び切削工具特に低切削速度領域で使用さ
れる切削工具に適する超微細炭化タングステン基焼結合
金に関する。
具、切断工具及び切削工具特に低切削速度領域で使用さ
れる切削工具に適する超微細炭化タングステン基焼結合
金に関する。
一般に炭化タングステン基焼結合金は、高速度鋼に比較
して高温特性にすぐれていることから実際に切削工具と
して使用すると高速度鋼よりも工具の刃先温度が高くな
る高切削速度側に最適切削速度領域がある。この炭化タ
ングステン基焼結合金の最適切削速度領域の内、５０ｍ
／ｍｉｎ以下の低切削速度域で実用化されている焼結合
金に約０．５μｍの微細な炭化タングステンを主体とす
る焼結合金がある。炭化タングステン基焼結合金特にＷ
Ｃ−Ｃｏ合金のＷＣは、出発原料粒度が細まがいほど焼
結中粒成長する傾向が大きい。このために約０．５μｍ
の微細なＷＣを主体にした焼結合金で実用化されている
のは、ＶＣ、ＴａＣ，Ｍｏ２Ｃ。
して高温特性にすぐれていることから実際に切削工具と
して使用すると高速度鋼よりも工具の刃先温度が高くな
る高切削速度側に最適切削速度領域がある。この炭化タ
ングステン基焼結合金の最適切削速度領域の内、５０ｍ
／ｍｉｎ以下の低切削速度域で実用化されている焼結合
金に約０．５μｍの微細な炭化タングステンを主体とす
る焼結合金がある。炭化タングステン基焼結合金特にＷ
Ｃ−Ｃｏ合金のＷＣは、出発原料粒度が細まがいほど焼
結中粒成長する傾向が大きい。このために約０．５μｍ
の微細なＷＣを主体にした焼結合金で実用化されている
のは、ＶＣ、ＴａＣ，Ｍｏ２Ｃ。
ＮｂＣ等の化合物を粒成長抑制剤どして添加したもので
ある。しかしこれらの化合物を粒成長抑制剤として添加
したＷＣ−Ｃｏ合金は、０．５μｍのＷＣ特に０．５μ
ｍ未満のＷＣを出発原料とする場合にはＷＣの粒成長を
完全に抑制することが困難なために１μｍ以上の異常成
長したＷＣがかなり存在した合金となる。このように１
μｍ以上の異常成長したＷＣの存在する微細ＷＣ基焼結
合金は、硬度と強度が低下して耐摩耗性、耐衝撃性が劣
るという問題がある。又このような微細ＷＣ基焼結合金
は、結合相にＣｏ、Ｎｉを使用しているために低切削速
度特に３０ｍ／ｍｉｎ以下の高速度鋼工具の切削速度領
域で切削工具として使用すると切刃に被削材の拡散溶着
（構成刃先）が生じて欠損し易いという問題がある。
ある。しかしこれらの化合物を粒成長抑制剤として添加
したＷＣ−Ｃｏ合金は、０．５μｍのＷＣ特に０．５μ
ｍ未満のＷＣを出発原料とする場合にはＷＣの粒成長を
完全に抑制することが困難なために１μｍ以上の異常成
長したＷＣがかなり存在した合金となる。このように１
μｍ以上の異常成長したＷＣの存在する微細ＷＣ基焼結
合金は、硬度と強度が低下して耐摩耗性、耐衝撃性が劣
るという問題がある。又このような微細ＷＣ基焼結合金
は、結合相にＣｏ、Ｎｉを使用しているために低切削速
度特に３０ｍ／ｍｉｎ以下の高速度鋼工具の切削速度領
域で切削工具として使用すると切刃に被削材の拡散溶着
（構成刃先）が生じて欠損し易いという問題がある。
本発明は、上記のような従来の問題点を解消し５頁
だ炭化タングステン基焼結合金であって、焼結合金中の
炭化タングステンを０．５μｍ以下と超微細にし、この
炭化タングステンを結合している結合相が耐熱性を考慮
したものであるために鋼、鋳物及び非鉄金属との耐溶着
性にすぐれ、しかも高硬度である超微細炭化タングステ
ン基焼結合金の提供を目的とする。
炭化タングステンを０．５μｍ以下と超微細にし、この
炭化タングステンを結合している結合相が耐熱性を考慮
したものであるために鋼、鋳物及び非鉄金属との耐溶着
性にすぐれ、しかも高硬度である超微細炭化タングステ
ン基焼結合金の提供を目的とする。
本発明者達は、−Ｉニ記目的を達成すべく研究を重ねた
結果、０．５１１ｍ以下の超微細炭化タングステンから
なる焼結合金は、焼結中に生じる炭化タングステンの粒
成長を完全に抑制する必要があり、この粒成長抑制には
結合相の組成及び成分が大きく寄与していることを確認
することによって本発明を完成したものである。
結果、０．５１１ｍ以下の超微細炭化タングステンから
なる焼結合金は、焼結中に生じる炭化タングステンの粒
成長を完全に抑制する必要があり、この粒成長抑制には
結合相の組成及び成分が大きく寄与していることを確認
することによって本発明を完成したものである。
本発明の超微細炭化タングステン基焼結合金は、０．５
μｍ以下の炭化タングステンからなる硬質相５Ｏ〜９９
重量％と２〜２０重量％Ｃｒ、０．５〜１０重量％Ａｔ
、０．５〜５重量％Ｔｉ残りＮｉからなる結合相と不可
避不純物とでなる焼結合金である。このような本発明の
焼結合金は、硬質相が６頁 ０．５μｍ以下の超微細炭化タングステンであるために
硬質相と結合相の比率が同一である従来サイズの炭化タ
ングステン基焼結合金と比較して炭化タングステン粒子
間に存在する結合相厚さが小さくなり、高硬度で耐食性
のすぐれた合金になる。
μｍ以下の炭化タングステンからなる硬質相５Ｏ〜９９
重量％と２〜２０重量％Ｃｒ、０．５〜１０重量％Ａｔ
、０．５〜５重量％Ｔｉ残りＮｉからなる結合相と不可
避不純物とでなる焼結合金である。このような本発明の
焼結合金は、硬質相が６頁 ０．５μｍ以下の超微細炭化タングステンであるために
硬質相と結合相の比率が同一である従来サイズの炭化タ
ングステン基焼結合金と比較して炭化タングステン粒子
間に存在する結合相厚さが小さくなり、高硬度で耐食性
のすぐれた合金になる。
しかも結合相はＮｉを主体にした中にＣｒ、Ａｔ。
Ｔｉの添加によって固溶体又は金属間化合物の析出が生
じ、そのために耐熱性、耐食性、耐酸化性のすぐれた合
金になると共に切削工具として使用したときに被削材と
の耐溶着性にもすぐれた合金になる。この本発明の焼結
合金は、必要に応じて結合相中のＮｉに対して重量％で
４０％以下のＣｏ ＊ ２０％以下のＷ、１０％以下の
Ｍｏ、５％以下のＶ、５％以下のＴａ 、５％以下のＮ
ｂ、２％以下のＺｒ、２％以下のＨｆ、０．１％以下の
Ｂの中の少なくとも１種によって置換すると結合相の強
度が向上し、同時に焼結合金の強度も向上する。又必要
に応じて硬質相の中の０．５μｍ以下の炭化タングステ
ンに対して２〜４０重量％をＴｉ。
じ、そのために耐熱性、耐食性、耐酸化性のすぐれた合
金になると共に切削工具として使用したときに被削材と
の耐溶着性にもすぐれた合金になる。この本発明の焼結
合金は、必要に応じて結合相中のＮｉに対して重量％で
４０％以下のＣｏ ＊ ２０％以下のＷ、１０％以下の
Ｍｏ、５％以下のＶ、５％以下のＴａ 、５％以下のＮ
ｂ、２％以下のＺｒ、２％以下のＨｆ、０．１％以下の
Ｂの中の少なくとも１種によって置換すると結合相の強
度が向上し、同時に焼結合金の強度も向上する。又必要
に応じて硬質相の中の０．５μｍ以下の炭化タングステ
ンに対して２〜４０重量％をＴｉ。
Ｚｒ、Ｈｆ 、Ｔａ、Ｎｂ、Ｖの炭化物、窒化物、７頁
Ｍｏ、Ｃｒの炭化物又はこれらの少なくとも２種の化合
物からなる固溶体〔例えば（Ｔｉ、Ｔａ）Ｃ，Ｔ１ＣＮ
等〕もしくはこれらの少なくとも１種ノ化合物と炭化タ
ングステンとの固溶体〔例えば（Ｗ、Ｔａ）Ｃ，（Ｗ、
Ｔｉ）Ｃ，（Ｗ、Ｔｉ 、Ｔａ）Ｃ等〕の中から選ばれ
た少なくとも１種によって置換すると耐熱性、耐酸化性
、耐溶着性の向上した合金になる。
物からなる固溶体〔例えば（Ｔｉ、Ｔａ）Ｃ，Ｔ１ＣＮ
等〕もしくはこれらの少なくとも１種ノ化合物と炭化タ
ングステンとの固溶体〔例えば（Ｗ、Ｔａ）Ｃ，（Ｗ、
Ｔｉ）Ｃ，（Ｗ、Ｔｉ 、Ｔａ）Ｃ等〕の中から選ばれ
た少なくとも１種によって置換すると耐熱性、耐酸化性
、耐溶着性の向上した合金になる。
本発明の超微細炭化タングステン基焼結合金を製造する
ための出発原料は、０．５μｍ以下の炭化タングステン
粉末とＮｉ粉末とＣｒ、Ａｔ、Ｔｉ。
ための出発原料は、０．５μｍ以下の炭化タングステン
粉末とＮｉ粉末とＣｒ、Ａｔ、Ｔｉ。
の各粉末との混合粉末を使用することができるがＣｒ
＋ Ａ ｔ＋ Ｔ ’はそれぞれ化合物粉末（例えばＣ
ｒ３Ｃ２、ＣｒＮ、ＡＡＮ 、 ＴｉＨ２、ＴｉＣ、Ｔ
ｉＮ等）を使用することができる。Ｃｒ、Ａｔ、Ｔｉは
、それぞれ化合物粉末を出発原料とすることによって出
発原料粉末中に吸着している酸素（特に０．５μｍ以下
の微細な炭化タングステン粉末は不純物として酸素の吸
着が多い）を焼結過程でＣＯ又はＣＯ２等のガス状Ｏこ
して放出し、焼結される合金が化学量論的組成物に近く
なる作用をする。焼結後結合用となるＮｉ 、Ｃｒ 、
Ａｔ、Ｔｉは、固溶体（例えばＴｉＡｔ、ＮｉＡｔ、Ｎ
ｉ ３Ａｔ、Ｎｉ ３ＡｔＴｉ 、Ｎｉ ３Ａｔ。
＋ Ａ ｔ＋ Ｔ ’はそれぞれ化合物粉末（例えばＣ
ｒ３Ｃ２、ＣｒＮ、ＡＡＮ 、 ＴｉＨ２、ＴｉＣ、Ｔ
ｉＮ等）を使用することができる。Ｃｒ、Ａｔ、Ｔｉは
、それぞれ化合物粉末を出発原料とすることによって出
発原料粉末中に吸着している酸素（特に０．５μｍ以下
の微細な炭化タングステン粉末は不純物として酸素の吸
着が多い）を焼結過程でＣＯ又はＣＯ２等のガス状Ｏこ
して放出し、焼結される合金が化学量論的組成物に近く
なる作用をする。焼結後結合用となるＮｉ 、Ｃｒ 、
Ａｔ、Ｔｉは、固溶体（例えばＴｉＡｔ、ＮｉＡｔ、Ｎ
ｉ ３Ａｔ、Ｎｉ ３ＡｔＴｉ 、Ｎｉ ３Ａｔ。
Ｃｒ２Ａｔ等）粉末を出発原料とすることもできる。
又必要に応じて使用するＣｏ 、Ｗ、Ｍｏ 、Ｖ、Ｔａ
。
。
Ｎｂ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｂは、Ｃｒ、Ａｔ、Ｔｉと同様に金
属粉末、固溶体粉末、金属間化合物粉末及び化合物粉末
を出発原料として使用することができる。更に必要に応
じて使用するＴ ｉ＋ Ｚ ｒ 、Ｈｆ 。
属粉末、固溶体粉末、金属間化合物粉末及び化合物粉末
を出発原料として使用することができる。更に必要に応
じて使用するＴ ｉ＋ Ｚ ｒ 、Ｈｆ 。
Ｔａ、Ｎｂ、Ｖの炭化物、窒化物、Ｍｏ、Ｃｒの炭化物
は、単一化合物粉末および／または複合化合物粉末とし
て出発原料にすることもできるし、あるいはこれらの化
合物と炭化タングステンとの複合化合物粉末を出発原料
とすることもできる。
は、単一化合物粉末および／または複合化合物粉末とし
て出発原料にすることもできるし、あるいはこれらの化
合物と炭化タングステンとの複合化合物粉末を出発原料
とすることもできる。
本発明の超微細炭化タングステン基焼結合金の製造工程
の内、出発原料の混合粉砕はステンレス製容器又は超硬
合金を内張すした容器を使用してステンレス製ボール又
は超硬合金製ボールと共に混合粉砕する。粉砕効果を高
めて出発原料を微細化するには超硬合金製ボールを使用
してアセトン、９頁 へキサン、ベンゼン、アルコール等の有機溶媒と共に湿
式混合粉砕するのがよい。不純物は、混合粉砕工程から
混入する比率が高く、混合粉砕工程で使用する超硬合金
製ボールから混入する４ａ。
の内、出発原料の混合粉砕はステンレス製容器又は超硬
合金を内張すした容器を使用してステンレス製ボール又
は超硬合金製ボールと共に混合粉砕する。粉砕効果を高
めて出発原料を微細化するには超硬合金製ボールを使用
してアセトン、９頁 へキサン、ベンゼン、アルコール等の有機溶媒と共に湿
式混合粉砕するのがよい。不純物は、混合粉砕工程から
混入する比率が高く、混合粉砕工程で使用する超硬合金
製ボールから混入する４ａ。
５ａ 、６ａ族金属化合物及びＣｏ、Ｎｉの不純物は割
合問題がないのに対してステンレス製容器から混入する
不純物特にＦｅは出来るだけ混入しないようにすること
が焼結合金の諸特性上望ましい。
合問題がないのに対してステンレス製容器から混入する
不純物特にＦｅは出来るだけ混入しないようにすること
が焼結合金の諸特性上望ましい。
又不純物として考慮する必要があるのは出発原料中に混
在する酸素及び遊離炭素である。特に出発原料の中でも
０．５１ｔｍ以下の超微細な粉末を使用する必要がある
炭化タングステンの吸着酸素及び遊離炭素は、焼結中に
炭化タングステンの粒成長を起し易くするために厳密に
調整しておくことが望ましい。他の出発原料は、焼結合
金の緒特性上から１μｍ以下の粉末を使用することが望
ましいが吸着酸素及び遊離炭素等の不純物に対する管理
上から３μｍ以下の粉末を使用してもよい。
在する酸素及び遊離炭素である。特に出発原料の中でも
０．５１ｔｍ以下の超微細な粉末を使用する必要がある
炭化タングステンの吸着酸素及び遊離炭素は、焼結中に
炭化タングステンの粒成長を起し易くするために厳密に
調整しておくことが望ましい。他の出発原料は、焼結合
金の緒特性上から１μｍ以下の粉末を使用することが望
ましいが吸着酸素及び遊離炭素等の不純物に対する管理
上から３μｍ以下の粉末を使用してもよい。
本発明の超微細炭化タングステン基焼結合金の製造工程
の内、混合粉末の成形は、混合粉砕した１０頁 粉末を黒鉛モールドに充填して非酸化性雰囲気中で直接
ホットプレス焼結する方法、又は混合粉砕充填して加圧
成形したり、もしくはラバーブレヌ等の静水圧加圧によ
って成形する。更に丸物（棒状）に成形する場合等は混
合粉末に粘結剤を添加して押出成形法によって成形する
こともできる。
の内、混合粉末の成形は、混合粉砕した１０頁 粉末を黒鉛モールドに充填して非酸化性雰囲気中で直接
ホットプレス焼結する方法、又は混合粉砕充填して加圧
成形したり、もしくはラバーブレヌ等の静水圧加圧によ
って成形する。更に丸物（棒状）に成形する場合等は混
合粉末に粘結剤を添加して押出成形法によって成形する
こともできる。
このようにして成形した粉末圧粉体を直接焼結したり、
又は粉末圧粉体を焼結温度よりも低い温度で予備焼結し
た後切断、研削、切削等の機械加工によって成形してか
ら焼結することもできる。
又は粉末圧粉体を焼結温度よりも低い温度で予備焼結し
た後切断、研削、切削等の機械加工によって成形してか
ら焼結することもできる。
本発明の超微細炭化タングステン基焼結合金の製造工程
の内、焼結は、非酸化性雰囲気中で無加圧焼結又は加圧
焼結したりもしくは減圧ガス雰囲気状又は真空中１２５
０℃〜１６００℃で焼結することができる。このような
条件で焼結したものを熱間静水圧加圧法（ＨＩＰ）によ
って再処理して更に高靭性の焼結合金にすることもでき
る。
の内、焼結は、非酸化性雰囲気中で無加圧焼結又は加圧
焼結したりもしくは減圧ガス雰囲気状又は真空中１２５
０℃〜１６００℃で焼結することができる。このような
条件で焼結したものを熱間静水圧加圧法（ＨＩＰ）によ
って再処理して更に高靭性の焼結合金にすることもでき
る。
ここで本発明の超微細炭化タングステン基焼結１１頁
合金において数値限定した理由について説明する。
■ 硬質相量と結合相量について
硬質相量と結合相量は相対的な関係にあり、硬質相量が
５０重量％未満になると結合相量が５０重量％を超えて
多くなって焼結合金の硬さが低く耐摩耗性が劣る傾向が
著しくなる。硬質相量が９９重量％を超えて多くなると
結合相量が１重量％未満となって焼結合金の靭性が低く
低切削速度領域で切削工具として使用すると欠損及びチ
ッピングが生じ易くなる。このために硬質相量は５０〜
９９重量％残り結合相量と定めた。
５０重量％未満になると結合相量が５０重量％を超えて
多くなって焼結合金の硬さが低く耐摩耗性が劣る傾向が
著しくなる。硬質相量が９９重量％を超えて多くなると
結合相量が１重量％未満となって焼結合金の靭性が低く
低切削速度領域で切削工具として使用すると欠損及びチ
ッピングが生じ易くなる。このために硬質相量は５０〜
９９重量％残り結合相量と定めた。
■ 結合相中のＣｒｆｊｃについて
ＣｒはＮｉ中に固溶してＷＣの粒成長を抑制すると同時
に耐熱性、耐酸化性、耐食性を向」−させるが２重量％
未満ではその効果が弱く、２０重量％を超えて多くなる
とＣＩ−２３Ｃ７相が析出し、強度が低下するたｉ１′
）に結合相中のＣｒ量は２〜２０重量％と定めた。
に耐熱性、耐酸化性、耐食性を向」−させるが２重量％
未満ではその効果が弱く、２０重量％を超えて多くなる
とＣＩ−２３Ｃ７相が析出し、強度が低下するたｉ１′
）に結合相中のＣｒ量は２〜２０重量％と定めた。
■ 結合相中のＡｔ量について
ＡｔはＣｒと共存する場合ＷＣの粒成長を抑制する相剰
効果があり、又Ｎｉ３Ａｔの金属間化合物を生成して高
温強度を著しく向上させるが０．５重量％未満ではその
効果が弱く、１０重量％を超えて多くなるとＮｉ ３Ａ
７相の析出が多くなりすぎて逆に強度も低下する傾向が
強くなるために結合相中のＡｔ量は０．５〜１０重量％
と定めた。
効果があり、又Ｎｉ３Ａｔの金属間化合物を生成して高
温強度を著しく向上させるが０．５重量％未満ではその
効果が弱く、１０重量％を超えて多くなるとＮｉ ３Ａ
７相の析出が多くなりすぎて逆に強度も低下する傾向が
強くなるために結合相中のＡｔ量は０．５〜１０重量％
と定めた。
■ 結合相中のＴｉ量について
ＴｉはＣｒと共存する場合ＷＣの粒成長を抑制する効果
があり、又Ａ７と共にγ′相ＣＮｉ ３ （ＡｔＴｉ
） ）を生成して高温強度を向−トさせるが０．２重量
％未満ではその効果が弱く、５重量％を超えて多くなる
と低級炭化物を生成して強度を低下させるために結合相
中のＴｉ量は０．２〜５重量％と定めた。
があり、又Ａ７と共にγ′相ＣＮｉ ３ （ＡｔＴｉ
） ）を生成して高温強度を向−トさせるが０．２重量
％未満ではその効果が弱く、５重量％を超えて多くなる
と低級炭化物を生成して強度を低下させるために結合相
中のＴｉ量は０．２〜５重量％と定めた。
■ 結合相中のＣｏ量について
ＣｏはＮｉの延性を改善し強度の向上に効果があるがＮ
ｉに対して４０重量％を超えて多くなるとＮｉ中のＣｒ
固溶量が減少してＣｒ２３Ｃ７相やδ相（ＷａＣｏｓＣ
）が析出して強度が低下するのとＮｉ ３ （ＴｉＡｔ
）の生成が抑制されて高温強度が低下する傾向になるた
めにＣｏ量はＮｉに対して４０１３頁 重量％以下と定めた。
ｉに対して４０重量％を超えて多くなるとＮｉ中のＣｒ
固溶量が減少してＣｒ２３Ｃ７相やδ相（ＷａＣｏｓＣ
）が析出して強度が低下するのとＮｉ ３ （ＴｉＡｔ
）の生成が抑制されて高温強度が低下する傾向になるた
めにＣｏ量はＮｉに対して４０１３頁 重量％以下と定めた。
■ 結合相中のＷ量について
ＷはＮｉ中に固溶して結合相を強化するがＮｉに対して
２０重量％を超えて多くなるとＷを含む低級炭化物の析
出によって焼結合金の強度が低下する傾向になるために
Ｗ量はＮｉに対して２０重量％以下と定めた。
２０重量％を超えて多くなるとＷを含む低級炭化物の析
出によって焼結合金の強度が低下する傾向になるために
Ｗ量はＮｉに対して２０重量％以下と定めた。
■ 結合相中のＭｏ量について
ＭｏはＮｉ中に固溶して結合相を強化するがＮｉに対し
て１０重量％を超えて多くなるとＭ。
て１０重量％を超えて多くなるとＭ。
を含む低級炭化物の析出によって焼結合金の強度が低下
する傾向になるためにＭｏ量はＮｉに対して１０重量％
以下と定めた。
する傾向になるためにＭｏ量はＮｉに対して１０重量％
以下と定めた。
■ 結合相中のＶ、Ｔａ、Ｎｂ量についてＶ、Ｔａ 、
Ｎｂｌ、ｔＮｉ中に固溶して結合相を強化すると同時に
Ｎｉ ３（ＴｉＡｔ）相にも固溶して結合相を強１じす
るがＮｉに対して５重量％を超えて多くなるとＶ、Ｔａ
、Ｎｂを含む低級炭化物の析出によって焼結合金の強度
が低下する傾向になるためにＶ、Ｔａ、ＮｂｉはＮｉに
対して５重量％以１４頁 下と定めた。
Ｎｂｌ、ｔＮｉ中に固溶して結合相を強化すると同時に
Ｎｉ ３（ＴｉＡｔ）相にも固溶して結合相を強１じす
るがＮｉに対して５重量％を超えて多くなるとＶ、Ｔａ
、Ｎｂを含む低級炭化物の析出によって焼結合金の強度
が低下する傾向になるためにＶ、Ｔａ、ＮｂｉはＮｉに
対して５重量％以１４頁 下と定めた。
■ 結合相中のＺｒ、Ｈｆ量について
Ｚｒ、Ｈｆは結合相の粒界を強化して結合相の強度と延
性を向上する効果があるがＮｉに対して２重量％を超え
て多くなるとＺｒ、Ｈｆを含む低級炭化物の析出によっ
て焼結合金の強度が低下する傾向になるためにＺｒ、Ｈ
ｆ量はＮｉに対して２重量％以下と定めた。
性を向上する効果があるがＮｉに対して２重量％を超え
て多くなるとＺｒ、Ｈｆを含む低級炭化物の析出によっ
て焼結合金の強度が低下する傾向になるためにＺｒ、Ｈ
ｆ量はＮｉに対して２重量％以下と定めた。
Ｏ結合相中のＢ量について
Ｂは結合相の粒界を強化して結合相の強度と延性を向上
する効果があるがＮｉに対して０１１重量％を超えると
硼素化合物が生成して焼結合金が著しく脆化する傾向に
なるためにＢ量はＮｉに対して０，１重量％以下と定め
た。
する効果があるがＮｉに対して０１１重量％を超えると
硼素化合物が生成して焼結合金が著しく脆化する傾向に
なるためにＢ量はＮｉに対して０，１重量％以下と定め
た。
０炭化タングステン以外の硬質相についてＴｉ、Ｚｒ、
Ｈｆ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｖの炭化物、窒化物、Ｍｏ、Ｃｒの
炭化物又はこれらの少なくとも２種の化合物からなる固
溶体もしくはこれらの少なくとも１種の化合物と炭化タ
ングステンとの固溶体は、炭化タングステンに対して重
量％未ｌ５頁 満では結合相中に固溶して硬質相として存在しなくなっ
たり又は硬質相として存在する場合には粒界に不定比化
合物状の異状組織となって生成して焼結合金の諸特性値
のバラツキ原因になり、４０重量％を超えて多くなると
硬質相中に存在する０、５ノ１ｍ以下の炭化タングステ
ン量が少なくなりすぎて焼結合金の高硬度高靭性が低下
する傾向になる。このために炭化タングステン以外の硬
質相は炭化タングステンに対して２〜４０重量％と定め
た。
Ｈｆ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｖの炭化物、窒化物、Ｍｏ、Ｃｒの
炭化物又はこれらの少なくとも２種の化合物からなる固
溶体もしくはこれらの少なくとも１種の化合物と炭化タ
ングステンとの固溶体は、炭化タングステンに対して重
量％未ｌ５頁 満では結合相中に固溶して硬質相として存在しなくなっ
たり又は硬質相として存在する場合には粒界に不定比化
合物状の異状組織となって生成して焼結合金の諸特性値
のバラツキ原因になり、４０重量％を超えて多くなると
硬質相中に存在する０、５ノ１ｍ以下の炭化タングステ
ン量が少なくなりすぎて焼結合金の高硬度高靭性が低下
する傾向になる。このために炭化タングステン以外の硬
質相は炭化タングステンに対して２〜４０重量％と定め
た。
次に実施例に従って本発明の超微細炭化タングステン基
焼結合金を具体的に説明する。
焼結合金を具体的に説明する。
実施例１
市販の平均粒径０．２μｍ（ＢＥＴ約２ｒｒ？／ｌ ）
のＷＣ１］、５ｚｚｍのＮ ｉ 、 １．２ ｔｔｍの
Ｃｏ 、 １．７ μｍのＮｉ３Ａ／−。
のＷＣ１］、５ｚｚｍのＮ ｉ 、 １．２ ｔｔｍの
Ｃｏ 、 １．７ μｍのＮｉ３Ａ／−。
１．５ｔｔｍのＣｒ３Ｃ２、１，３μｍのＴｉＨ２、２
，３８ｍＭ。
，３８ｍＭ。
の各粉末を使用して第１表に示す組成に配合し、これを
ステンレス製容器に超硬合金製ボールと共に入れてへキ
サンによる湿式混合粉砕を行なった。
ステンレス製容器に超硬合金製ボールと共に入れてへキ
サンによる湿式混合粉砕を行なった。
この混合粉末にパラフィンワックスを２重量％添加して
乾燥後］ ｔｏｎ、、／／ｃＪで加圧成形した。この成
形体を１０−２〜１０−４朋Ｈ１真空中、１３００℃〜
１５５０℃で焼結することによって焼結合金を作製した
。こうして得た焼結合金の硬度を測定し、次に顕微鏡観
察によって硬質相中のＷＣ粒子の大きさをめ、その結果
を第２表に示した。又、靭性の参考としてＪＩＳ基準に
従って抗折力試験をしたところ試料Ｎｉ １〜Ｎｔｉ、
１０の本発明の焼結合金は、２００〜２４０ｋｇ、１ｔ
ｎｉ内であったのに対し比較用焼結合金の試料に１６は
２４５ｋｙ／ｌｒｉ、試料Ｎ１Ｌ２０は１７５ｋｇ／ｌ
ｎａ、試料ＮＬＬ２２は２Ｏ５Ｉｃｇ／−１試料鳳２３
は２５５ｋｇ／ｍ４、試料鳳２４は２４０に９／ｍＡ、
試料Ｎａ２５は２３５ ｋｆｌ／１ｎｒｌであった。
乾燥後］ ｔｏｎ、、／／ｃＪで加圧成形した。この成
形体を１０−２〜１０−４朋Ｈ１真空中、１３００℃〜
１５５０℃で焼結することによって焼結合金を作製した
。こうして得た焼結合金の硬度を測定し、次に顕微鏡観
察によって硬質相中のＷＣ粒子の大きさをめ、その結果
を第２表に示した。又、靭性の参考としてＪＩＳ基準に
従って抗折力試験をしたところ試料Ｎｉ １〜Ｎｔｉ、
１０の本発明の焼結合金は、２００〜２４０ｋｇ、１ｔ
ｎｉ内であったのに対し比較用焼結合金の試料に１６は
２４５ｋｙ／ｌｒｉ、試料Ｎ１Ｌ２０は１７５ｋｇ／ｌ
ｎａ、試料ＮＬＬ２２は２Ｏ５Ｉｃｇ／−１試料鳳２３
は２５５ｋｇ／ｍ４、試料鳳２４は２４０に９／ｍＡ、
試料Ｎａ２５は２３５ ｋｆｌ／１ｎｒｌであった。
以下余白
１９頁
実施例２
実施例■で得た本発明の焼結合金の内、試料丸１．２，
４，５．８．１０と比較用焼結合金の内試料Ｎａ１６．
１９，２１．２４の耐食試験、耐酸化試験及び切削試験
を行ない、その結果を第３表に示した。耐食試験は、４
０℃に保持した３％ＨＣ１溶液中に各試料を浸漬したと
きの腐食減量によってめた。耐酸化試験は、各試料を大
気中で８００℃に保持したときの酸化増量によってめた
。切削試験は、下記に示すに）鋼の旋削試験、■鋳物の
旋削試験及び０フライスによる耐欠損試験を行なった。
４，５．８．１０と比較用焼結合金の内試料Ｎａ１６．
１９，２１．２４の耐食試験、耐酸化試験及び切削試験
を行ない、その結果を第３表に示した。耐食試験は、４
０℃に保持した３％ＨＣ１溶液中に各試料を浸漬したと
きの腐食減量によってめた。耐酸化試験は、各試料を大
気中で８００℃に保持したときの酸化増量によってめた
。切削試験は、下記に示すに）鋼の旋削試験、■鋳物の
旋削試験及び０フライスによる耐欠損試験を行なった。
以下余白
■ 鋼の旋削試験
被削材 ５４８Ｃ
切削速度 ３０匹’ｍｉｎ
送り速度 ０．１朋／ｒ ｅ ｖ
切込み量 １．５Ｍ
切削時間 ２０ｍ１ｎ
０ 鋳物の旋削試験
被削材 Ｆｅ１２
切削速度 ３０ｍ７ｍ ｉ ｎ
送り速度 （１１朋／ ｒ ｅ ｖ
切込み量 １．５Ｍ
切削時間 ２０ｍ１ｎ
０ フライスによる耐欠損試験
被削材 ５４８Ｃ
切削速度 ２０ｍ７’ｍ ｉ ｎ
切込み量 １．５朋
以下余白
２２頁
実施例３
平均粒径０．２μｍのＷＣと平均粒径０．４μｍの各種
固溶体を出発原料として第４表に示す組成に配合し、実
施例１と同様の製造方法（１３５０℃、３０分の焼結条
件）によって焼結合金を得た。この各焼結合金の硬さ及
び組織観察を実施例１と同様に行ない、次に下記の旋削
試験により耐摩耗性を調べて、その結果を第５表に示し
た。
固溶体を出発原料として第４表に示す組成に配合し、実
施例１と同様の製造方法（１３５０℃、３０分の焼結条
件）によって焼結合金を得た。この各焼結合金の硬さ及
び組織観察を実施例１と同様に行ない、次に下記の旋削
試験により耐摩耗性を調べて、その結果を第５表に示し
た。
■ 鋼の旋削試験
被削材 ５４８Ｃ
切削速度 ３０ｍ／ｍ ｉ ｎ
送り速度 ０．７ｍｍ／ｒｅｖ
切込み量 １．５問
切削時間 ３０ｍ１ｎ
以下余白
２５頁
以−りの実施例から明らかなように本発明の超微細炭化
タングステン基焼結合金は、高硬度で耐食性、耐酸化性
にすぐれており、しかも低切削速度における耐摩耗性が
著しくすぐれていることから穴あけ工具及び高速度工具
の使用領域での切削工具として使える合金である。又超
微細な結晶粒子であるためにシャープなエツジに仕上げ
ることができると共に耐溶着性のある結合相からなる焼
結合金であることから紙、銅線等の非鉄金属等の切断工
具としてもすぐれた効果を発揮する合金である。更に耐
食性、耐酸化性にすぐれていることから時計の外装部品
、ノズル、メカニカルシール等の用途にも使用できると
共に耐熱性のすぐれた結合相であることから高温で使用
する用途例えばモルガンロール等にも使用可能性がある
工業上有用な焼結合金である。
タングステン基焼結合金は、高硬度で耐食性、耐酸化性
にすぐれており、しかも低切削速度における耐摩耗性が
著しくすぐれていることから穴あけ工具及び高速度工具
の使用領域での切削工具として使える合金である。又超
微細な結晶粒子であるためにシャープなエツジに仕上げ
ることができると共に耐溶着性のある結合相からなる焼
結合金であることから紙、銅線等の非鉄金属等の切断工
具としてもすぐれた効果を発揮する合金である。更に耐
食性、耐酸化性にすぐれていることから時計の外装部品
、ノズル、メカニカルシール等の用途にも使用できると
共に耐熱性のすぐれた結合相であることから高温で使用
する用途例えばモルガンロール等にも使用可能性がある
工業上有用な焼結合金である。
特許出願人 東芝タンガロイ株式会社
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１１０，５μｍ以下の炭化タングステンからなる硬質
相５Ｏ〜９９重量％と２〜２０重量％Ｃｒ、０．５〜１
０重量％Ａｔ、０．５〜５重量％Ｔｉ残りＮｉからなる
結合相と不可避不純物とでなることを特徴とする超微細
炭化タングステン基焼結合金。 （２）’０．５μｍ以下の炭化タングステンからなる硬
質相５０〜９９重量％と２〜２０重量％Ｃｒ。 ０．５〜１０重量％Ａｔ、０．５〜５重量％Ｔｉ残りＮ
ｉであって該Ｎｉに対して重量で４０％以下のＣｏ、２
０％以下のＷ、１０％以下のＭｏ、５％以下のＶ、５％
以下のＴａ 、５％以下のＮｂ、２％以下のＺｒ、２％
以下のＨｆ、Ｏ１１以下のＢの中の少なくとも１種によ
って置換してなる結合相と不可避不純物とでなることを
特徴とする超微細炭化タングステン基焼結合金。 （３１０，５μｍ以下の炭化タングステンと該炭化り２
頁 ングステンに対して２〜４０重量％をＴｉ、Ｚｒ。 Ｈｆ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｖの炭化物、窒化物、Ｍｏ。 Ｃｒの炭化物又はこれらの少なくとも２種の化合物から
なる固溶体もしくはこれらの少なくとも１種の化合物と
炭化タングステンとの固溶体の中から選ばれた少なくと
も１種によって置換してなる硬質相５０〜９９重量％と
２〜２０重量％Ｃｒ。 ０．５〜１０重量％Ａｔ、０．５〜５重量％Ｔｉ残りＮ
ｉからなる結合相と不可避不純物とでなることを特徴と
する超微細炭化タングステン基焼結合金。 （４） ０．５μｍ以下の炭化タングステンと該炭化タ
ングステンに対して２〜４０重量％をＴ ｉ＋ Ｚ ｒ
＋Ｈｆ 、Ｔａ 、Ｎｂ 、Ｖの炭化物、窒化物、Ｍ
ｏ。 Ｃｒの炭化物又はこれらの少なくとも２種の化合物から
なる固溶体もしくはこれらの少なくとも１種の化合物と
炭化タングステンとの固溶体の中から選ばれた少なくと
も１種によって置換してなる硬質相５０〜９９重量％と
２〜２０重量％Ｃｒ。 ０．５〜１０重量％Ａ４．０．５〜５重量％Ｔｉ残りＮ
ｉであって該Ｎｉに対して重量で４０％以下の３頁 Ｃｏ、２０％以下のＷ、１０％以下のＭｏ、５％以下の
Ｖ、５％以下のＴａ 、５％以下のＮｂ、２％以下のＺ
ｒ、２％以下のＨｆ 、 Ｏ，１％以下のＢの中の少な
くとも１種によって置換してなる結合相と不可避不純物
とでなることを特徴とする超微細炭化タングステン基焼
結合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24348283A JPS60135552A (ja) | 1983-12-23 | 1983-12-23 | 超微細炭化タングステン基焼結合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24348283A JPS60135552A (ja) | 1983-12-23 | 1983-12-23 | 超微細炭化タングステン基焼結合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60135552A true JPS60135552A (ja) | 1985-07-18 |
Family
ID=17104540
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24348283A Pending JPS60135552A (ja) | 1983-12-23 | 1983-12-23 | 超微細炭化タングステン基焼結合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60135552A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07501197A (ja) * | 1991-07-26 | 1995-02-02 | アーチ ディベロプメント コーポレイション | 超伝導磁気軸受けを用いたフライホイールのエネルギー貯蔵 |
| WO2006043421A1 (ja) * | 2004-10-19 | 2006-04-27 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | 超硬合金 |
| WO2022209336A1 (ja) * | 2021-04-01 | 2022-10-06 | 住友電気工業株式会社 | 超硬合金及び切削工具 |
-
1983
- 1983-12-23 JP JP24348283A patent/JPS60135552A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07501197A (ja) * | 1991-07-26 | 1995-02-02 | アーチ ディベロプメント コーポレイション | 超伝導磁気軸受けを用いたフライホイールのエネルギー貯蔵 |
| WO2006043421A1 (ja) * | 2004-10-19 | 2006-04-27 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | 超硬合金 |
| KR101233474B1 (ko) | 2004-10-19 | 2013-02-14 | 스미또모 덴꼬오 하드메탈 가부시끼가이샤 | 초경합금 |
| WO2022209336A1 (ja) * | 2021-04-01 | 2022-10-06 | 住友電気工業株式会社 | 超硬合金及び切削工具 |
| JP7173426B1 (ja) * | 2021-04-01 | 2022-11-16 | 住友電気工業株式会社 | 超硬合金及び切削工具 |
| CN115702255A (zh) * | 2021-04-01 | 2023-02-14 | 住友电气工业株式会社 | 硬质合金以及切削工具 |
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