JPS6031896B2 - Hard alloys containing MO - Google Patents

Hard alloys containing MO

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JPS6031896B2
JPS6031896B2 JP15929877A JP15929877A JPS6031896B2 JP S6031896 B2 JPS6031896 B2 JP S6031896B2 JP 15929877 A JP15929877 A JP 15929877A JP 15929877 A JP15929877 A JP 15929877A JP S6031896 B2 JPS6031896 B2 JP S6031896B2
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hard
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double
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稔 中野
雅也 三宅
孝春 山本
昭夫 原
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Description

【発明の詳細な説明】 超硬合金に用いられるタングステンは地球上に少量しか
存在しないので、高価な金属であり、いわゆる戦略物質
として近年高騰をつ)、けている。
[Detailed Description of the Invention] Tungsten, which is used in cemented carbide, exists in only a small amount on the earth, so it is an expensive metal, and its price has soared in recent years as a so-called strategic material.

それ故超硬合金のタングステンを池物質で代替すること
が重要視されるようになって来た。その一つの解決方法
は超硬合金工具又はチタンを主成分とするサーメット工
具を使うことである。しかしこれらの工具は靭性が劣る
ので、超硬合金を置換できない例が多い。それ故超硬合
金の炭化タングステンを炭化モリブデンに置換できない
かが検討されるようになった。本発明は後者に関する。
Therefore, it has become important to replace tungsten in cemented carbide with pond materials. One solution is to use cemented carbide tools or titanium-based cermet tools. However, these tools have poor toughness and cannot replace cemented carbide in many cases. Therefore, it has been investigated whether tungsten carbide in cemented carbide can be replaced with molybdenum carbide. The present invention relates to the latter.

炭化タングステン(MC)を炭化モリブデン(MoC)
に置換することは過去にあまり検討されていない。
Tungsten carbide (MC) to molybdenum carbide (MoC)
There has been little consideration in the past to replace it with .

その理由は炭化モリブデンが、MoCとして常温では安
定して存在せず、Mo2Cとして存在することにある。
Mo2Cは常温硬さ(ビツカース)が1800〜150
0k9′秘しかない。これはWCの2400k9/柵に
対して約2/3程度である。また超硬合金の原料の添加
物としてもMoCはあまり使われていない。これはMo
2Cが入ると超硬合金の炭化物粒度が細かくなり、また
Mo2Cの針状結晶が成長して合金強度を低下せしめる
。しかしながらモリブデンの炭化物はタングステンの炭
化物と固熔体を形成した時は単純へキサゴナル型の結晶
構造を有するモノカーバィドとして安定する。
The reason for this is that molybdenum carbide does not stably exist as MoC at room temperature, but exists as Mo2C.
Mo2C has a room temperature hardness (bits) of 1800 to 150.
There is only 0k9' secret. This is about 2/3 of WC's 2400k9/fence. Furthermore, MoC is not often used as an additive in cemented carbide raw materials. This is Mo
When 2C is added, the carbide grain size of the cemented carbide becomes fine, and acicular crystals of Mo2C grow, reducing the alloy strength. However, when molybdenum carbide forms a solid melt with tungsten carbide, it becomes stable as a monocarbide having a simple hexagonal crystal structure.

この(Mo,W)Cからなるタングステンとモリブデン
の固熔炭化物を超硬合金の原料とすれば、硬さはWCと
同じ炭化物となり、またMoC中にWCが固綾して、M
oCがMo2Cと炭素に分解するのを防止するので非常
に好ましい結果を示す。従って(Mo,W)Cの安定し
た炭化物が容易に製造し得るなら、タングステンのモリ
ブデン置換は可能と考えられる。これをより具体化する
ために(Mo,W)Cの安定した製法の開発も進められ
ている。(特開昭51一146306)しかしながらこ
の方法で得た(Mo・W)C粉末をWCの代換品として
(Mo・W)C−Co合金の原料に用いても合金中では
MoCが安定せずMo2Cを析出する場合が多い。本発
明者らは、MoCとWCの固溶体を超硬合金の原料とし
て用いた時、何故Mo2Cが析出してくるかについて詳
細な検討を行った。
If this solid carbide of tungsten and molybdenum consisting of (Mo,W)C is used as a raw material for cemented carbide, the carbide will have the same hardness as WC, and WC will harden in MoC, resulting in M
This is a very favorable result as it prevents oC from decomposing into Mo2C and carbon. Therefore, if a stable carbide of (Mo,W)C can be easily produced, it is considered possible to replace tungsten with molybdenum. In order to make this more concrete, development of a stable manufacturing method for (Mo, W)C is also underway. (Unexamined Japanese Patent Publication No. 51-146306) However, even if the (Mo.W)C powder obtained by this method is used as a raw material for a (Mo.W)C-Co alloy as a substitute for WC, MoC is not stable in the alloy. In many cases, Mo2C is precipitated. The present inventors conducted a detailed study on why Mo2C precipitates when a solid solution of MoC and WC is used as a raw material for cemented carbide.

その結果(Mo・W)C−Co合金の焼縞メカニズムは
次のように考えられた。冷却過程ではCo中にWCとM
oCの溶解している元素が同じ温度では析出しない。
As a result, the mechanism of the burning streaks in the (Mo.W)C-Co alloy was considered to be as follows. In the cooling process, WC and M are added to Co.
The dissolved elements of oC do not precipitate at the same temperature.

1320こ0のWC−Coの液相線でWCのみが析出し
てくるとCoのバインダー相中にはMoとCのみが残る
ことになる。
When only WC precipitates at the liquidus line of WC-Co of 1320°C, only Mo and C remain in the Co binder phase.

MoCは118000までは安定してくるが、そのま)
冷却するとMo2CとCに分解してしまう。よって炭素
量が理論量近辺であっても、Mo2Cと炭素の共存の形
で冷却される。このような合金では析出してくる遊離炭
素やMo2Cの凝集を防ぐために急冷処理により析出物
を分散させることができる。
MoC becomes stable until 118,000, but remains unchanged)
When cooled, it decomposes into Mo2C and C. Therefore, even if the amount of carbon is close to the stoichiometric amount, cooling occurs as Mo2C and carbon coexist. In such an alloy, the precipitates can be dispersed by rapid cooling treatment in order to prevent the agglomeration of precipitated free carbon and Mo2C.

しかし、このような方法は形状の小さい合金は熱容量が
4・さし、ので冷却効果が十分出せるが、熱容量の大き
い大型超硬に適用するには困難である。ところが、本発
明者らは、針状Mo2Cの析出した合金のバインダー相
をX線回折により分析したところ、バインダー相の格子
定数は純金属の値と全く変らず、バインダー相は合金化
されていず、バインダー相は晩化しておらず、析出して
くる針状Mo2Cを粒状に分散させることができれば充
分な強度をもつ合金を試作できることに気がついた。
However, although such a method can provide a sufficient cooling effect since the heat capacity of a small-sized alloy is 4 mm, it is difficult to apply it to a large-sized cemented carbide having a large heat capacity. However, when the present inventors analyzed the binder phase of the precipitated alloy of acicular Mo2C by X-ray diffraction, the lattice constant of the binder phase was completely unchanged from that of the pure metal, indicating that the binder phase was not alloyed. It was discovered that the binder phase was not tarnished, and that if the precipitated acicular Mo2C could be dispersed in granular form, it would be possible to prototype an alloy with sufficient strength.

本発明者らは(Mo・W)Cを原料とした超硬合金の主
として合金炭素量と轍性との関係を種々検討して釆た結
果、′次のことがわかった。
The present inventors have conducted various studies on the relationship between the alloy carbon content and the rutting property of cemented carbide made from (Mo.W)C as a raw material, and have found the following.

合金の炭素量が理論炭素量に満たない場合、従釆通り針
状結晶としてモリブデンタングステン複炭化物が析出し
た。(第2図)ところが、Fe等の徴量の不純物元素を
含有した合金の場合、複炭化物は針状結晶とならず、粒
状の微細析出物として析出することがわかった。
When the carbon content of the alloy was less than the theoretical carbon content, molybdenum-tungsten double carbide was precipitated as needle-like crystals. (Fig. 2) However, in the case of an alloy containing a certain amount of impurity elements such as Fe, it was found that double carbides do not form needle-shaped crystals but precipitate as fine granular precipitates.

(第1図)針状モリブデンタングステン複炭化物の析出
した合金と粒状の複炭化物の析出した合金の強度を測定
した結果、後者は靭‘性において著しい向上がみられた
(Figure 1) As a result of measuring the strength of an alloy in which acicular molybdenum tungsten double carbides were precipitated and an alloy in which granular double carbides were precipitated, it was found that the latter showed a significant improvement in toughness.

このように析出物の形態の相違によって合金強度が著し
く変化することはよく知られた事実である。前者は針状
結晶のモリブデンタングステン複炭化物(結晶構造Mo
2Cタイプ)に応力が集中し、これが破壊の起点となり
やすいため、合金強度が劣化し、後者は、いわゆる分散
型合金で、粒状のモリブデンタングステン複炭化物を合
金中に広く分散させることで複炭化物に応力集中が生じ
ず、むしろ合金に加わった外力を吸収する役目をもつた
め、合金強度が向上すると考えられる。この粒状結晶の
モリブデンタングステン複炭化物が析出する理由につい
ての詳細は不明だが、次のように考えられた。
It is a well-known fact that alloy strength significantly changes depending on the shape of the precipitates. The former is molybdenum tungsten double carbide with needle-like crystals (crystal structure Mo
2C type), which tends to become a starting point for fracture, resulting in a deterioration in alloy strength. It is thought that the strength of the alloy is improved because stress concentration does not occur, but rather serves to absorb external forces applied to the alloy. Although the details of the reason why this granular crystal molybdenum tungsten double carbide precipitates are unknown, it is thought to be as follows.

通常の(MOW)C合金において、針状結晶のモリブデ
ンタングステン複炭化物が析出するのは、バインダー相
中にW,Mo,Cが、溶解していた液相からの冷却過程
において、W,Moの析出温度が異なるためである。
In ordinary (MOW)C alloys, needle-shaped molybdenum tungsten double carbides precipitate because W, Mo, and C are dissolved in the binder phase during the cooling process from the liquid phase. This is because the precipitation temperatures are different.

即ちWCは比較的高温で析出するため、バインダー相中
に最後まで残るのはMoとCのみであり、1180q0
以下ではMoCはMo2CとCとに分解するため、Mo
2Cが凝集体として残る。しかし、バインダー相中に徴
量の不純物元素が存在すると、この元素を核として(M
o・W)2Cが結合して、モリブデンタングステン複炭
化物粒子の核が液相消失前に多数核発生析出し、バイン
ダー相中にMoとCが存在しなくなるため、液相が消失
した1180午0以下においてもMoCの針状結晶が析
出しない。
That is, since WC precipitates at a relatively high temperature, only Mo and C remain in the binder phase, and 1180q0
In the following, since MoC decomposes into Mo2C and C, Mo
2C remains as aggregates. However, if a certain amount of impurity element exists in the binder phase, this element becomes the nucleus (M
o・W) 2C is combined and many nuclei of molybdenum tungsten double carbide particles are generated and precipitated before the liquid phase disappears, and Mo and C no longer exist in the binder phase, so the liquid phase disappears at 1180:00. Even in the following cases, needle-like crystals of MoC do not precipitate.

一般にこのように多核発生した析出物は球状あるいは粒
状に析出してくるが、モリブデンタングステン複炭化物
を合金中に、さらに微細に分散析出させるには、蛭絹温
度から液相消失温度まで急冷することにより、モリブデ
ンタングステン複炭化物の析出・粒成長を抑制すること
によっても効果がある。結合金属中に不純物元素として
添加する元素はBe,Mg,Ca,B,Si,P,Mn
,Fe,Reの1種、又はそれ以上であってもよい。中
でもFeはMo,W,Cの元素と反応しやすいので効果
が大きい。これらの合量が3重量%を越えると、モリブ
デンタングステン複炭化物が腕化し強度向上に効果がな
い。また、モリブデンタングステン複炭化物の析出・粒
成長を抑制する元素として、Tj,Zr,Hf,Ta,
Nbを添加しても複炭化物の分散析出に効果がある。又
0.1重量%以下では効果がない。また、粒状析出物で
あるモリブデンタングステン複炭化物の大きさは0.1
〃から10りがよく、最も効果があるのは1.0yから
2仏である。
Generally, such multinucleated precipitates precipitate in spherical or granular shapes, but in order to disperse and precipitate molybdenum-tungsten double carbide in the alloy even more finely, it is necessary to rapidly cool it from the leech silk temperature to the liquid phase disappearance temperature. It is also effective by suppressing the precipitation and grain growth of molybdenum-tungsten double carbides. Elements added as impurity elements to the bonding metal include Be, Mg, Ca, B, Si, P, and Mn.
, Fe, Re, or more. Among them, Fe is highly effective because it easily reacts with the elements Mo, W, and C. If the total amount of these exceeds 3% by weight, the molybdenum-tungsten double carbide becomes arms and is not effective in improving strength. In addition, Tj, Zr, Hf, Ta,
Even when Nb is added, it is effective in dispersing and precipitating double carbides. Moreover, if it is less than 0.1% by weight, there is no effect. In addition, the size of molybdenum tungsten double carbide, which is a granular precipitate, is 0.1
〃 to 10 y is good, and the most effective is 1.0 y to 2 y.

この理由は、析出物粒子が粗大化すると合金強度が劣化
し、硬度が低下するためであり、また、微少なモリブデ
ンタングステン複炭化物の場合、複炭化物は(MOW)
C界面あるいはバインダー相界面に析出するため、界面
強度が下がり、このため合金強度が劣化するからである
。合金中の炭素量の範囲は理論炭素量の80%から99
%が良好であるが、特に効果があるのは90〜98%で
ある。この限定理由については、モリブデンタングステ
ン複炭化物の粒蓬限定と全く同様である。粒状ないし球
状のモリブデンタングステン複炭化物は、その粒径及び
分布状態によって合金特性に大きな変化を与えるが、ま
た複炭化物量の値によっても大きく変化する。
The reason for this is that when the precipitate particles become coarse, the alloy strength deteriorates and the hardness decreases, and in the case of fine molybdenum tungsten double carbide, the double carbide (MOW)
This is because since it precipitates at the C interface or the binder phase interface, the interfacial strength decreases, which causes the alloy strength to deteriorate. The carbon content in the alloy ranges from 80% to 99% of the theoretical carbon content.
% is good, but 90 to 98% is particularly effective. The reason for this limitation is exactly the same as the grain limitation for molybdenum tungsten double carbide. Granular or spherical molybdenum-tungsten double carbide gives alloy properties a large change depending on its particle size and distribution state, but also changes greatly depending on the value of the double carbide amount.

本発明者らは、合金のX線回折の結果、次のことを明ら
かにした。CuK2を用い、40KV,8瓜hA,F.
S400比′s,T.CO.$ecの条件下でX線回折
(20)において、39.4o,48.4o付近に現わ
れる(MOW)Cピークに対するモリブデンタングステ
ン複炭化物ピークの線高比が0.05〜0.20にあれ
ば、合金特性はWC−Co合金と同等以上の合金強度を
持つことがわかつた。なお、便宜上モリブデンタングス
テン複炭化物はMo2Cとも書いたが、このMo2Cの
中へW,Co,Ni,Fe,N,0が固溶しても、また
、金属成分と非金属成分の比が2:1周辺で変動しても
本発明の効果は失われるものではない。
The present inventors clarified the following as a result of X-ray diffraction of the alloy. Using CuK2, 40KV, 8 melon hA, F.
S400 ratio's, T. C.O. In X-ray diffraction (20) under $ec conditions, if the line height ratio of the molybdenum tungsten double carbide peak to the (MOW) C peak appearing near 39.4o and 48.4o is between 0.05 and 0.20. The alloy properties were found to have an alloy strength equivalent to or higher than that of the WC-Co alloy. For convenience, molybdenum tungsten double carbide is also written as Mo2C, but even if W, Co, Ni, Fe, N, and 0 are solidly dissolved in this Mo2C, the ratio of metal components to nonmetal components is 2: Even if it fluctuates around 1, the effect of the present invention is not lost.

なお、結合金属としてはNiおよび/又はCoを主成分
として、これが組成物の3〜5の重量%を占めることが
望ましい。
In addition, it is preferable that the binding metal is mainly composed of Ni and/or Co, and accounts for 3 to 5% by weight of the composition.

3重量%以下であると腕すぎ、5の重量%を越えると高
温特性が悪化するからである。
This is because if it is less than 3% by weight, it is too strong, and if it exceeds 5% by weight, the high temperature characteristics will deteriorate.

なお、本鉄属金属は結合相となったときWa,Va,W
a族金属を固溶することは当然であるし、AI,Si,
Ca,Ag等のこれらと固落度をもつ元素の添加によっ
ても、本発明の効果は失われるものではない。また、モ
リブデンタングステンからなる炭化物*の一部をTi,
Zr,m,V,Nb,Ta,Cr,Mo,Wを含むBI
型複炭化物で置換した場合にも基本的な関係には変化は
ない。
In addition, when the ferrous metal becomes a binder phase, Wa, Va, W
It is natural to form a solid solution with group a metals, and AI, Si,
The effects of the present invention are not lost even by adding elements such as Ca and Ag that have a hardness compared to these elements. In addition, a part of the carbide* made of molybdenum tungsten is replaced with Ti,
BI including Zr, m, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W
There is no change in the basic relationship even when the type double carbide is substituted.

なお、炭化物中のCの一部を窒素および/又は酸素で置
換した合金についても同様な関係は成立する。
Note that the same relationship holds true for alloys in which a portion of C in the carbide is replaced with nitrogen and/or oxygen.

この場合、合金の暁結性を阻害しないためには酸素およ
び/又は窒素の合量は次の式で規制される。W原子% 。
In this case, the total amount of oxygen and/or nitrogen is regulated by the following formula in order not to impede the crystallinity of the alloy. W atomic%.

o1ミ(1−Wa,Va,川a族金属原子%)(葵雲擬
a寺の登裏霧憲憲章姿)≦。5(0.01以下では効果
が認められない。
o1 mi (1-Wa, Va, Kawa A group metal atomic %) (Aoi Ungi A-ji temple's Norihiro Kirin charter figure) ≦. 5 (no effect is observed below 0.01).

)また、含有窒素量に関してはやはり焼絹性の観点から
酸素含有量の原子%の1ぴ音もしくはWa,Va族原子
%の合計の0.5音のいずれかのうち大きい方よりも少
ないことが望ましい。最後に本発明合金の応用範囲を述
べる。
) Also, from the viewpoint of silk-sintering properties, the nitrogen content must be less than 1 atomic % of the oxygen content or 0.5 atomic % of the total of Wa and Va group atomic %, whichever is greater. is desirable. Finally, the scope of application of the alloy of the present invention will be described.

本合金はWC−Co合金と同等以上に轍性、度を持つ故
に耐摩耗工具としてガイドローフ−、熱間線材圧延用ロ
ール等に、また切削工具に応用することができ、特に本
合金を母材として、表面層に耐摩耗性に優れるセラミッ
ク層例えばTIC,TIN,N203等からなるコーテ
ィング層を一種または多重に被覆すれば、WC−Co系
合金にコーティングした工具よりさらに靭性、耐摩耗性
に優れた切削工具を試作することができた。また、この
時コート層と母村との界面にり相と呼ばれる脱炭層が生
成することはよく知られた事実である。本合金の場合も
同様で、あり、この脱炭層によるコート層直下の腕化を
防ぐには、表面層300r以内にF.C(遊離炭素)を
存在させれば、級性を損うことなく良好な結果を得るこ
とがわかった。実施例 1徴量添加物Feを0.2%含
む(Mo7W3)Cを用いて配合組成を(MOW)C−
15重量%Co、合金炭素量を反応率(結合炭素量/理
論炭素量)、100,99,98,96%になるように
秤量し、有機溶媒中で湿式混合した後、乾燥型押工程後
、真空中1450ooで焼結した。
Since this alloy has rutting resistance and hardness equal to or higher than that of WC-Co alloy, it can be applied as wear-resistant tools such as guide loafs and hot wire rolling rolls, as well as cutting tools. If the surface layer is coated with one or more coating layers made of a highly wear-resistant ceramic layer such as TIC, TIN, N203, etc., the tool will have even greater toughness and wear resistance than a tool coated with a WC-Co alloy. We were able to prototype an excellent cutting tool. Furthermore, it is a well-known fact that at this time, a decarburized layer called a slag phase is formed at the interface between the coat layer and the base layer. The same is true for this alloy, and in order to prevent the decarburization layer from forming arms directly under the coating layer, F. It has been found that when C (free carbon) is present, good results can be obtained without impairing quality. Example 1 Using (Mo7W3)C containing 0.2% Fe as an additive, the composition was changed to (MOW)C-
Weighed 15 wt% Co and the amount of alloy carbon so that the reaction rate (bonded carbon amount/theoretical carbon amount) was 100, 99, 98, 96%, mixed wet in an organic solvent, and then after the dry embossing process. , sintered at 1450 oo in vacuum.

得られた合金の特性を第1表に示した。第1表 T.0:全炭素量, F.0:遊離炭素量反
応率:結合炭素量ノ理論炭素量なお、比較のために徴量
添加物Feを含まない合金脚,側,‘qを作成した。
The properties of the obtained alloy are shown in Table 1. Table 1 T. 0: Total carbon content, F. 0: Free carbon content Reaction rate: Bonded carbon content (theoretical carbon content) For comparison, an alloy leg, side, 'q that did not contain the additive Fe was prepared.

本発明の凶,【Bー,{C),皿はMo2Cタイプの複
炭化物が粒状で析出していたのに対し、従来合金脚,‘
F},ゆではMo2Cタイプの複炭化物が針状に析出し
ていた。本発明の合金風,【Bー,にー,皿は、従来の
合金(E},{F},{Gーよりも靭性が高い事がわか
る。
The disadvantage of the present invention is that [B-, {C], the plate had Mo2C type double carbide precipitated in granular form, whereas the conventional alloy leg,'
F}, when boiled, Mo2C type double carbides were precipitated in the form of needles. It can be seen that the alloy style [B-, Ni-, plate] of the present invention has higher toughness than the conventional alloys (E}, {F}, {G-).

なお、{可,{F},{G )には徴量添加物Feを含
まない。このように本発明の合金は、合金炭素量が理論
炭素量より低くとも合金強度は低下しない。しかし、従
来の合金では炭素不足により生じるモリブデンタングス
テン複炭化物が針状結晶として析出するため靭性が低い
ことがわかる。第1図に本発明{C}、第2図に従来の
合金‘F’の組織写真を示した。
Note that {OK, {F}, {G) does not include the additive Fe. As described above, in the alloy of the present invention, the alloy strength does not decrease even if the alloy carbon content is lower than the theoretical carbon content. However, in conventional alloys, molybdenum-tungsten double carbides produced due to carbon deficiency precipitate as needle-shaped crystals, resulting in low toughness. FIG. 1 shows a photograph of the structure of the present invention {C}, and FIG. 2 shows a photograph of the conventional alloy 'F'.

本発明合金ではMo2Cタイプの複炭化物が粒状で存在
するのに対し、従来合金は針状であることがわかる。実
施例 2 5山の(Mo7W3)Cの理論結合炭素量を有する炭化
物を80〜90重量%、3〃の(Mo7W3)Cの0〜
1広重量%、Coを9〜10重量%、Fe,Re,Si
,B,技を0.1〜0.5重量%を混合し、実施例1に
示す如く合金を作成した。
It can be seen that in the alloy of the present invention, the Mo2C type double carbide exists in the form of particles, whereas in the conventional alloy, it is acicular. Example 2 80 to 90% by weight of carbide having a theoretical bonding carbon content of 5 (Mo7W3)C, 0 to 3 of (Mo7W3)C
1% by weight, 9-10% by weight of Co, Fe, Re, Si
, B, and 0.1 to 0.5% by weight were mixed to prepare an alloy as shown in Example 1.

この方法によって得られた合金の組織中には第1図の如
く池Cタイプ(MOW)2Cの炭化物が均一に分散して
いた。従釆の方法で得られる(MOW)C−(Mo,W
)2C合金では第2図の如く針状結晶が析出していた。
これらの合金の特性を比較すると第2表の如くであつた
。第 2 表 本発明の合金において、不純物添加による(MOW)2
Cを分散させた合金は鞠性が高いことがわかつた。
In the structure of the alloy obtained by this method, carbides of the pond C type (MOW) 2C were uniformly dispersed, as shown in FIG. (MOW)C-(Mo,W) obtained by the following method
) In the case of the 2C alloy, needle-like crystals were precipitated as shown in Fig. 2.
Table 2 shows a comparison of the properties of these alloys. Table 2 In the alloy of the present invention, (MOW)2 due to impurity addition
It was found that the alloy in which C was dispersed had high ballability.

上記方法によって得た合金を用いて軟鉄を冷間鋳造する
工具を加工するへッダーを作成した。
A header for machining a tool for cold casting soft iron was made using the alloy obtained by the above method.

このへッダーを用いて釘の製造を行った。寿命試験とし
てはへッダーダイに亀裂が入るまでのテストを行った。
本発明の合金は第3表に示すとおり、3万回以上10万
回まで使用出来たが、一方従来の合金では最高2方5千
回しか使用出来なかった。
Nails were manufactured using this header. As a life test, a test was conducted until the header die cracked.
As shown in Table 3, the alloy of the present invention could be used 30,000 to 100,000 times, while the conventional alloy could only be used 5,000 times on two sides at most.

なお分散剤としてはFeが最も良い成績を示した。Note that Fe showed the best results as a dispersant.

第 3 表 実施例 3 5一の(Mo7W3)Cを86重量%、2仏の(Mo7
W3)2Cを5重量%、Coを9重量%、Feを0.2
重量%になるように秤量し、有機溶媒中で湿式混合した
後、乾燥型押工程後、真空中1450℃で嘘結した。
Table 3 Example 3 86% by weight of 5-1 (Mo7W3)C, 2-2 (Mo7W3)C
W3) 5% by weight of 2C, 9% by weight of Co, 0.2% of Fe
The mixture was weighed to give a weight percentage, wet-mixed in an organic solvent, dried and stamped, and then condensed in vacuum at 1450°C.

得られた合金の抗折力は260k9/柵、硬度(Hv)
は1400k9/ゆであった。この合金を表面相から3
00ム以内にF.C(遊離炭素)が析出するように浸炭
処理した後、TIC層、TIC,TINの二重層及びT
IC,AI203層をコテイングした。又、比較のため
に市販のWC系合金のTICコーティングチップを入れ
て、以下の切削テストを行った。(型番 SUN 43
2)被削材 SCM 3 (HB=280)切削速度
V=17仇h/min 送 り f=086肋/rev 切り込み d=1.5肋 切削時間 3仇hin 試験結果を第4表に示した。
The transverse rupture strength of the obtained alloy is 260k9/rail, hardness (Hv)
was 1400k9/boiled. 3 from the surface phase of this alloy.
F within 00m. After carburizing to precipitate C (free carbon), a TIC layer, a double layer of TIC, TIN, and a TIC layer are formed.
203 layers of IC and AI were coated. For comparison, a commercially available TIC coated chip of WC alloy was inserted and the following cutting test was conducted. (Model number SUN 43
2) Work material SCM 3 (HB = 280) Cutting speed V = 17 h/min Feed f = 086 ribs/rev Depth of cut d = 1.5 ribs Cutting time 3 min The test results are shown in Table 4. .

第 4 表 本発明の合金にコーティングした場合、VB(フランク
摩耗)、KT(クレーター摩耗)等に通常のWC−Co
系に比較し、同等以上の性能を示すことがわかる。
Table 4 When the alloy of the present invention is coated, ordinary WC-Co
It can be seen that the performance is equivalent to or better than that of the system.

なお、本発明合金の母材とTIC層界面には、脱炭層(
り相)は認められず、コート層直下300r以内には、
F.C(遊離炭素)が認められた。実例 4 83.9重量%(Mo7W3)C、1重量%(Mo7W
3)2C、5重量%TaN,Col重量%、M刻.1重
量%なる配合組成で1320午0で燐結した。
Note that there is a decarburized layer (
No phase) was observed within 300r directly below the coating layer.
F. C (free carbon) was observed. Example 4 83.9% by weight (Mo7W3)C, 1% by weight (Mo7W3)
3) 2C, 5 wt% TaN, Col wt%, M carved. Phosphorization was achieved at 1320 pm with a blending composition of 1% by weight.

談合金中の酸素量は0.01重量%、窒素量は0.2重
量%であり、合金中の酸素及び窒素量とMo,W,ra
金属原子との比率の関係式における値が0.02であっ
た。又、か)る合金を、C山KQ線を用いて(40kV
,8仇hA)X線回折したところ、Mo2Cタイプの(
101)面のピークが検出された。又、析出したMo2
Cタイプの析出相は約0.5〜1仏の粒度で分散してい
た。本合金の抗折力は220k9/磯、硬度は89.8
であった。一方Mgを添加しなにい合金では抗折力が1
52k9/桝、硬度は89.4であった。実施例 58
0重量%(M巧W5)C、1重量%(MらW5)次、3
重量%TIN、2重量%TaN、Col3重量%、残1
重量%をCa,P,Mnをそれぞれ配合して、1380
ooで焼結した。
The amount of oxygen in the alloy is 0.01% by weight and the amount of nitrogen is 0.2% by weight, and the amount of oxygen and nitrogen in the alloy and Mo, W, ra
The value in the relational expression of the ratio with metal atoms was 0.02. In addition, the above alloy was tested using (40 kV)
, 8 hA) X-ray diffraction revealed that the Mo2C type (
101) plane peak was detected. In addition, the precipitated Mo2
The C-type precipitated phase was dispersed with a particle size of about 0.5 to 1 French. The transverse rupture strength of this alloy is 220k9/Iso, and the hardness is 89.8
Met. On the other hand, in the alloy containing Mg, the transverse rupture strength is 1
The hardness was 52k9/m2 and 89.4. Example 58
0% by weight (M Takumi W5) C, 1% by weight (M et al. W5) Next, 3
Weight % TIN, 2 weight % TaN, Col 3 weight %, balance 1
Ca, P, and Mn were blended in weight% to 1380
Sintered with oo.

か)る合金中には、それぞれMo2Cタイプの析出物が
検出されており、それぜれ粒状に分散していた。各合金
の組成と抗折力および硬度を第5表に示す。
Mo2C type precipitates were detected in each of the above alloys and were dispersed in granular form. Table 5 shows the composition, transverse rupture strength, and hardness of each alloy.

第 5 表 なお、Ca,P,Mnを添加しないと、抗折力は141
k9/柵、硬さ総,0であった。
Table 5 Note that if Ca, P, and Mn are not added, the transverse rupture strength is 141
k9/fence, total hardness was 0.

実施例 6 路.4重量%(Mo7W3)C、1.5重量%(Mo7
W3)2C、0.1重量%Fe、CoとNiを2:1で
30重量%の合金を作成してへッダーダイを作った。
Example 6 Road. 4% by weight (Mo7W3)C, 1.5% by weight (Mo7
W3) A header die was made by creating an alloy of 2C, 0.1% by weight Fe, Co and Ni in a 2:1 ratio of 30% by weight.

従来のWC−25重量%Co合金に比較し、寿命が4倍
以上の性能を示した。
Compared to the conventional WC-25 wt% Co alloy, the lifespan was more than four times longer.

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

第1図は本発明の(Mo7W3)Cの合金の、第2図は
従来の合金のそれぞれ倍率150針音の組織顕微鏡写真
を示したものである。 第1図中の粒状の灰色の析出物がモリブデンタングステ
ン後炭化物であり、第2図に見られる黒色の針状析出物
はMo2Cである。第3図は本発明合金のX線回折図形
を示す。第1図 第2図 第3図
FIG. 1 shows a micrograph of the structure of the (Mo7W3)C alloy of the present invention, and FIG. 2 shows a conventional alloy at a magnification of 150 needles. The granular gray precipitates in FIG. 1 are molybdenum tungsten post carbides, and the black acicular precipitates seen in FIG. 2 are Mo2C. FIG. 3 shows the X-ray diffraction pattern of the alloy of the present invention. Figure 1 Figure 2 Figure 3

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 硬質相のうち、少なくとも2種がMoとWの複炭化
物からなり、かつ該MoとWの複炭化物のうち、結晶構
造が単純ヘキサゴナルタイプのものが、硬質相の80〜
99.5%を占め、(MoW)_2Cタイプのものが0
.5〜20重量%を占め、該炭化物は0.1〜10μ下
の粒状ないし球状であり、かつ3〜50重量%の結合相
がNiまたはCoの1種または2種以上と、0.1〜3
重量%のBe,Mg,Ca,B,Si,P,Mn,Fe
,Reの1種または2種以上からなることを特徴とする
Moを含む硬質合金。 2 硬質相のうち、少なくとも2種がMoとWの複炭化
物からなり、かつ該MoとWの複炭化物のうち、結晶構
造が単純ヘキサゴナルタイプのものが、硬質相の80〜
99.5%を占め、(MoW)_2Cタイプのものが0
.5〜20重量%を占め、該複炭化物は0.1〜10μ
以下の粒状ないし球状であり、該カーバイド中の炭素の
一部を窒素および/または酸素で置換し、その量が0.
01≦(1−(W原子%)/((Mo+W)原子%))
((酸子原子%+窒素原子%)/((Mo+W)原子%
))≦0・5であり、かつ3〜50重量%の結合相がN
iまたはCoの1種または2種以上と、0.1〜3重量
%のBe,Mg,Ca,B,Si,P,Mn,Fe,R
eの1種または2種以上からなることを特徴とするMo
を含む硬質合金。 3 硬質相のうち、少なくとも2種がMoとWの複炭化
物からなり、かつ該MoとWの複炭化物のうち、結晶構
造が単純ヘキサゴナルタイプのものが、硬質相の80〜
99.5%を占め、該ヘキサゴナルタイプの一部が周期
律表の第VIIa,Va,VIa族金属を含むB1型硬質化合
物により置換され、(MoW)_2Cタイプのものが0
.5〜20重量%を占め、該複炭化物は0.1〜10μ
以下の粒状ないし球状であり、かつ3〜50重量%の結
合相がNiまたはCoの1種または2種以上と、0.1
〜3重量%のBe,Mg,Ca,B,Si,P,Mn,
Fe,Reの1種または2種以上からなることを特徴と
するMoを含む硬質合金。 4 硬質相のうち、少なくとも2種がMoとWの複炭化
物からなり、かつ該MoとWの複炭化物のうち、結晶構
造が単純ヘキサゴナルタイプのものが、硬質相の80〜
99.5%を占め、該ヘキサゴナルタイプの一部が周期
律表の第VIIa,Va,VIa族金属を含むB1型硬質化合
物により置換され、(MoW)_2Cタイプのものが0
.5〜20重量%を占め、該複炭化物は0.1〜10μ
以下の粒状ないし球状であり、該硬質相中の炭素の一部
を窒素および/又は酸素で置換しその量が0.01≦(
1−(W原子%)/(IVa,Va,VIa族金属原子%)
)((酸素原子%+窒素原子%)/(IVa,Va,VIa
族金属原子%))≦0.5であり、かつ3〜50重量%
の結合相がNiまたはCoの1種または2種以上と、0
.1〜3重量%のBe,Mg,Ca,B,Si,P,M
n,Fe,Reの1種または2種以上からなることを特
徴とするMoを含む硬質合金。
[Scope of Claims] 1 At least two of the hard phases are composed of double carbides of Mo and W, and among the double carbides of Mo and W, those with a simple hexagonal crystal structure are 80% of the hard phase. ~
Accounting for 99.5%, (MoW)_2C type is 0
.. The carbide is granular to spherical with a diameter of 0.1 to 10μ, and 3 to 50% by weight of the binder phase is one or more of Ni or Co and 0.1 to 20% by weight. 3
Weight% Be, Mg, Ca, B, Si, P, Mn, Fe
, Re, or more. 2 Among the hard phases, at least two types are composed of double carbides of Mo and W, and among the double carbides of Mo and W, those with a simple hexagonal crystal structure are 80 to 80% of the hard phase.
Accounting for 99.5%, (MoW)_2C type is 0
.. 5 to 20% by weight, and the double carbide has a thickness of 0.1 to 10μ
It has the following granular or spherical shape, and some of the carbon in the carbide is replaced with nitrogen and/or oxygen, and the amount is 0.
01≦(1-(W atomic %)/((Mo+W) atomic %))
((Acid atomic% + Nitrogen atomic%) / ((Mo+W) atomic%
))≦0.5, and 3 to 50% by weight of the binder phase is N
i or Co and 0.1 to 3% by weight of Be, Mg, Ca, B, Si, P, Mn, Fe, R
Mo characterized by consisting of one or two or more of e.
Hard alloys including. 3 At least two of the hard phases are composed of double carbides of Mo and W, and among the double carbides of Mo and W, those with a simple hexagonal crystal structure are 80 to 80% of the hard phase.
Part of the hexagonal type is replaced by a B1 type hard compound containing metals from groups VIIa, Va, and VIa of the periodic table, and the (MoW)_2C type is 0.
.. 5 to 20% by weight, and the double carbide has a thickness of 0.1 to 10μ
It has the following granular or spherical shape, and 3 to 50% by weight of the binder phase is one or more of Ni or Co, and 0.1
~3% by weight of Be, Mg, Ca, B, Si, P, Mn,
A hard alloy containing Mo, characterized by being composed of one or more of Fe and Re. 4 At least two of the hard phases are composed of double carbides of Mo and W, and among the double carbides of Mo and W, those with a simple hexagonal crystal structure are 80 to 80% of the hard phase.
Part of the hexagonal type is replaced by a B1 type hard compound containing metals from groups VIIa, Va, and VIa of the periodic table, and the (MoW)_2C type is 0.
.. 5 to 20% by weight, and the double carbide has a thickness of 0.1 to 10μ
It has the following granular or spherical shape, and a part of the carbon in the hard phase is replaced with nitrogen and/or oxygen, and the amount is 0.01≦(
1-(W atomic %)/(IVa, Va, VIa group metal atomic %)
) ((oxygen atom% + nitrogen atom%)/(IVa, Va, VIa
group metal atom%))≦0.5, and 3 to 50% by weight
The binder phase is one or more of Ni or Co, and 0
.. 1-3% by weight of Be, Mg, Ca, B, Si, P, M
A hard alloy containing Mo, characterized by being composed of one or more of n, Fe, and Re.
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