JPS6043458A - 焼結硬質合金とその製造法 - Google Patents
焼結硬質合金とその製造法Info
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- JPS6043458A JPS6043458A JP59087192A JP8719284A JPS6043458A JP S6043458 A JPS6043458 A JP S6043458A JP 59087192 A JP59087192 A JP 59087192A JP 8719284 A JP8719284 A JP 8719284A JP S6043458 A JPS6043458 A JP S6043458A
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
ＷＣ基超基台硬合金９２０年代にＷＣ−Ｃｏ系が発明さ
れ、さらに１９３０年代になりＴｉＣ，ＴａＣ，Ｍｏ２
Ｃなどの炭化物を添加した合金も実用化され今日に至っ
ている。しかしながらＴａＣの最近の高１１ｉ１は著し
く、ＴａＣに置きかわる炭化物の探索が行なわれている
。
れ、さらに１９３０年代になりＴｉＣ，ＴａＣ，Ｍｏ２
Ｃなどの炭化物を添加した合金も実用化され今日に至っ
ている。しかしながらＴａＣの最近の高１１ｉ１は著し
く、ＴａＣに置きかわる炭化物の探索が行なわれている
。
従来から、Ｎｌ）はＴａと同族であるため、その役割も
良く似ており資源的にも価格的にも安定しており、Ｔａ
の一部又は全部をＮｂに置きかえるという方法を取って
いるが、Ｎｂの置換量が多くなる程、性能的に劣化する
ことがわかっている。この理由は超硬合金中のＴａの部
分をＮｂに置き換える量が多くなるとＢｌ型構造の炭化
物結晶である（ ＴｉＷ ＴａＮｂ ）Ｃは角ばった形
となって該ＢＩ型固溶体同志が連結した４１４造をとる
ようになり靭性の低下をもたらすからである。
良く似ており資源的にも価格的にも安定しており、Ｔａ
の一部又は全部をＮｂに置きかえるという方法を取って
いるが、Ｎｂの置換量が多くなる程、性能的に劣化する
ことがわかっている。この理由は超硬合金中のＴａの部
分をＮｂに置き換える量が多くなるとＢｌ型構造の炭化
物結晶である（ ＴｉＷ ＴａＮｂ ）Ｃは角ばった形
となって該ＢＩ型固溶体同志が連結した４１４造をとる
ようになり靭性の低下をもたらすからである。
本発明は超硬合金におけるＢｌ型結晶中のＮｂＱ量がＴ
ａの量よりも多い場合でも窒素を含有さゼることによっ
て、ＢＩ型結晶が微粒かつ均一に分散した形となるため
、従来のＷＣ−Ｔｉｃ−ＴａＣ−Ｃｏ系の超硬合金より
も安価で機械的靭性、向４熱亀裂性の面ではるかに優れ
た合金を提供せんとするものである。
ａの量よりも多い場合でも窒素を含有さゼることによっ
て、ＢＩ型結晶が微粒かつ均一に分散した形となるため
、従来のＷＣ−Ｔｉｃ−ＴａＣ−Ｃｏ系の超硬合金より
も安価で機械的靭性、向４熱亀裂性の面ではるかに優れ
た合金を提供せんとするものである。
本発明者によると超硬合金中におけるＢｉ型結晶中のＮ
ｂがＴａの全量を置換することにより、耐摩耗性の面で
優れた合金となり、しかも資源的にも価格的にも安定し
た安価なＮｂを用いているため、これまでの超硬合金よ
りも安価となる。
ｂがＴａの全量を置換することにより、耐摩耗性の面で
優れた合金となり、しかも資源的にも価格的にも安定し
た安価なＮｂを用いているため、これまでの超硬合金よ
りも安価となる。
さらにはＢｌ型結晶は窒素を含有しているため微粒でし
かも均一に分散している。従って熱伝導性も向上し、強
度も向上することにより耐熱亀裂性、機械的靭性の面で
優れた超硬合金となることがわかった。本願はかかる窒
素の尋人によりＴａをＮｂて全部１！′１．候した超硬
合金を提供するものである。
かも均一に分散している。従って熱伝導性も向上し、強
度も向上することにより耐熱亀裂性、機械的靭性の面で
優れた超硬合金となることがわかった。本願はかかる窒
素の尋人によりＴａをＮｂて全部１！′１．候した超硬
合金を提供するものである。
本発明の特徴は、ＷＣ及び／または（Ｍｏ −Ｗ） Ｃ
を１０〜８０重量％含み、周期律表の第１Ｖａ、Ｖａ（
以下ＶａにはＴａは含まれない）、Ｖａ族の炭窒化物よ
りなるＢｌ型結晶２〜５０重量％、残部が鉄族金属より
なる焼結硬質合金において口のモル比が０．１〜０５の
値をとるような周期律表の第１Ｖａ、、 Ｖａ、 Ｖｌ
ａ族の炭窒化物よりなることにより、該Ｂｌ型結晶が微
粒となることを見い出した。
を１０〜８０重量％含み、周期律表の第１Ｖａ、Ｖａ（
以下ＶａにはＴａは含まれない）、Ｖａ族の炭窒化物よ
りなるＢｌ型結晶２〜５０重量％、残部が鉄族金属より
なる焼結硬質合金において口のモル比が０．１〜０５の
値をとるような周期律表の第１Ｖａ、、 Ｖａ、 Ｖｌ
ａ族の炭窒化物よりなることにより、該Ｂｌ型結晶が微
粒となることを見い出した。
さらに窒素雰囲気中で焼結することによって合金中の窒
素含量を安定させることを見出した。さらに窒素を含む
Ｂｌ型結晶を用いることにより、Ｂ１型結晶が微粒にな
りやすく、高い窒素含有量となる。以上の発明により従
来のＷＣ−ＴｉＣ−ＴａＣ−Ｃｏ系よりも耐摩耗性、機
械的靭性、耐熱亀裂性の面で優れた合金を開発した。
素含量を安定させることを見出した。さらに窒素を含む
Ｂｌ型結晶を用いることにより、Ｂ１型結晶が微粒にな
りやすく、高い窒素含有量となる。以上の発明により従
来のＷＣ−ＴｉＣ−ＴａＣ−Ｃｏ系よりも耐摩耗性、機
械的靭性、耐熱亀裂性の面で優れた合金を開発した。
次に本発明のね徴とする組織を第１図に示す。
第２図に示す従来合金よりもＢｌ型結晶が微粒であるこ
とがわかる。
とがわかる。
以下本発明における限定理由について述べる。
ＷＣ及ヒ／ ｉ タハ（Ｍｏ −Ｗ）Ｃ５１０重Ｎ９６
末渦であると靭性不足となり、８０Ｍ量％を越えると耐
摩耗１１が劣る硬質合金となる。第１Ｖａ、’ Ｖａ、
ＶＩａ族の炭窒化物が２重量％未満であると耐摩耗性
の劣る硬質合金となり、５０重量％を越えると強度が低
下する。またＣ＋Ｎのモル比は０１より小さいとＢ＋型
炭窒化物結晶が微粒とならない。しかし、０．５以上で
あると焼結不足となりかえって悪影響が出る。
末渦であると靭性不足となり、８０Ｍ量％を越えると耐
摩耗１１が劣る硬質合金となる。第１Ｖａ、’ Ｖａ、
ＶＩａ族の炭窒化物が２重量％未満であると耐摩耗性
の劣る硬質合金となり、５０重量％を越えると強度が低
下する。またＣ＋Ｎのモル比は０１より小さいとＢ＋型
炭窒化物結晶が微粒とならない。しかし、０．５以上で
あると焼結不足となりかえって悪影響が出る。
本発明合金を製造するにあたって、ＷＣ結晶、Ｂｌ型結
晶、Ｆｅ族金属からなる粉末を混合後１ｏ−２〜１０
Ｔｏｒｒ の真空焼結あるいは昇温、保持、冷却過程で
断続的もしくは連続的に窒素分圧を０１〜５００Ｔｏｒ
ｒに保持することによって合金を製造するが、ＷＣ結晶
、およびＢＩ型結晶、例えばＴｉＣ。
晶、Ｆｅ族金属からなる粉末を混合後１ｏ−２〜１０
Ｔｏｒｒ の真空焼結あるいは昇温、保持、冷却過程で
断続的もしくは連続的に窒素分圧を０１〜５００Ｔｏｒ
ｒに保持することによって合金を製造するが、ＷＣ結晶
、およびＢＩ型結晶、例えばＴｉＣ。
ＴｉＮ、 ＴａＮ、 Ｔａｃ、 ＮｂＣ，ＮｂＮ、 Ｔ
ｉとＷを含む炭窒化物などｌＶａ、 Ｖａ、 ■ａ族金
属の１種又は２種以上の炭化物、窒化物、炭窒化物と、
Ｆｅ族金属の粉末を混合後焼結するが、焼結雰囲気は１
ｏ−２〜１Ｏ−４Ｔｏｒｒの真空焼結あるいは０１〜５
００Ｔｏｒｒの窒素雰囲気焼結どちらでもよく、望まし
くは窒素雰囲気焼結である。発明者らは長年の研究によ
り、窒化物含有合金は、焼結中に脱窒現象が生じ、焼結
中の不安定さを有する知見を得た。０１〜５００Ｔｏｒ
ｒの窒素分圧で焼結することにより、脱窒の防止、ある
いは窒素を富化ならしめることが可能となり、優れた均
一な合金を作ることが可能となる。なふ・窒素分圧は０
．ＩＴｏｒｒ以下だと効果がなく、５００Ｔｏｒｒ以」
二であると焼結性が悪くなり、また逆に表面層の方が窒
素濃度が高くなり不均質な組織となる。
ｉとＷを含む炭窒化物などｌＶａ、 Ｖａ、 ■ａ族金
属の１種又は２種以上の炭化物、窒化物、炭窒化物と、
Ｆｅ族金属の粉末を混合後焼結するが、焼結雰囲気は１
ｏ−２〜１Ｏ−４Ｔｏｒｒの真空焼結あるいは０１〜５
００Ｔｏｒｒの窒素雰囲気焼結どちらでもよく、望まし
くは窒素雰囲気焼結である。発明者らは長年の研究によ
り、窒化物含有合金は、焼結中に脱窒現象が生じ、焼結
中の不安定さを有する知見を得た。０１〜５００Ｔｏｒ
ｒの窒素分圧で焼結することにより、脱窒の防止、ある
いは窒素を富化ならしめることが可能となり、優れた均
一な合金を作ることが可能となる。なふ・窒素分圧は０
．ＩＴｏｒｒ以下だと効果がなく、５００Ｔｏｒｒ以」
二であると焼結性が悪くなり、また逆に表面層の方が窒
素濃度が高くなり不均質な組織となる。
またＢ１型結晶中に窒素を含む原料を用いるとＢｌ型結
晶が微粒になりやすく、例えば（Ｔ１ｏ７Ｗｏ３）（ｃ
ｏ８Ｎｏ２）（Ｔｌｏ７Ｎ１）。１Ｗｏ２）（ｃｏ８Ｎ
ｏ２）、ＮｂＮ８Ｎ１〕ＯＮなどである。
晶が微粒になりやすく、例えば（Ｔ１ｏ７Ｗｏ３）（ｃ
ｏ８Ｎｏ２）（Ｔｌｏ７Ｎ１）。１Ｗｏ２）（ｃｏ８Ｎ
ｏ２）、ＮｂＮ８Ｎ１〕ＯＮなどである。
さらにＢｌ型結晶中に酸素を含有していても本発明の効
果は変らない。
果は変らない。
なおＷＣについてはタングステンモノカーバイドと１０
〜１００モル％のモリブデンモノカーバ・イドを含有す
る計算量のモリブデンモノカーバイド、ずなわち（Ｍｏ
Ｗ ） Ｃに置」灸えても本発明の効果は変らない。
〜１００モル％のモリブデンモノカーバ・イドを含有す
る計算量のモリブデンモノカーバイド、ずなわち（Ｍｏ
Ｗ ） Ｃに置」灸えても本発明の効果は変らない。
また本発明合金は、超硬合金母料の表面にＴｉＣ。
Ｔ１ＣＮ、 ＴｉＮ、 ＡＪ、、０３． ＨｆＣなどの
硬質層を１層もしくは多層に被覆した被覆超硬工具の母
材として有効なことはいうまでもない。
硬質層を１層もしくは多層に被覆した被覆超硬工具の母
材として有効なことはいうまでもない。
以下実施例にて説明する。
実施例１
第１表に示す組成で原料粉末を配合し、さらにプレス助
月としてのパラフィンを１．５重量％加え１８−８ステ
ンレス製の容器とＷＣ−Ｃｏ焼結合金製のボールを用い
、アセトン中で１００Ｈのボールミル混合を行なった。
月としてのパラフィンを１．５重量％加え１８−８ステ
ンレス製の容器とＷＣ−Ｃｏ焼結合金製のボールを用い
、アセトン中で１００Ｈのボールミル混合を行なった。
これを乾燥後１．５ ｔ ／、ｃｕＪの圧力にて切削用
チップをプレス成型した後真空中で４００℃に保持し、
パラフィンを除去した後窒素分圧５０Ｔｏｒｒの減圧窒
素雰囲気下で焼結温度１４００℃に１時間保持し、焼結
体を得た。表２に合金４−＆性、切削試設の結果を記し
た。本発明合金は比較合金に比べ明らかに優れた性能を
示すことがわかる。
チップをプレス成型した後真空中で４００℃に保持し、
パラフィンを除去した後窒素分圧５０Ｔｏｒｒの減圧窒
素雰囲気下で焼結温度１４００℃に１時間保持し、焼結
体を得た。表２に合金４−＆性、切削試設の結果を記し
た。本発明合金は比較合金に比べ明らかに優れた性能を
示すことがわかる。
■＝８０？Ｉｌ／ｌｌＩｎ、ｄ二２ｍｍ、 ｆ＝０．４
０ｍｍ１刃、 Ｔ＝ ｌ ｍｎ耐熱亀裂試験 ８０Ｍ３（Ｉ］５３６）、６インチカッター、５ＰＧ４
２５Ｖ＝ｌ ４０ｍ／ｗＩｎ、 ｄ＝３ｍｍ、 ｆ＝０
．５０ｍｍ／刃、Ｔ＝ｌＱｍｆｎ実施例２ 実施例１で作成した合金Ａを用いてロー伺はホブを作成
して試験を行なった。
０ｍｍ１刃、 Ｔ＝ ｌ ｍｎ耐熱亀裂試験 ８０Ｍ３（Ｉ］５３６）、６インチカッター、５ＰＧ４
２５Ｖ＝ｌ ４０ｍ／ｗＩｎ、 ｄ＝３ｍｍ、 ｆ＝０
．５０ｍｍ／刃、Ｔ＝ｌＱｍｆｎ実施例２ 実施例１で作成した合金Ａを用いてロー伺はホブを作成
して試験を行なった。
その結果、市販の超硬ロー付はホブに比較し、下表に示
す通り、工具摩耗量が約１７２と少なくかつ、耐チッピ
ング性においてもはるかに優れる超硬ホブが本発明合金
によって可能となった。
す通り、工具摩耗量が約１７２と少なくかつ、耐チッピ
ング性においてもはるかに優れる超硬ホブが本発明合金
によって可能となった。
表３ ボブ（歯切り工具）によるテスト結果試験条件
被削拐： ５４５Ｃ（ＨＢ１８０）
使用工具：ホブｍ（モジュール）＝１．２５（歯数＝１
２）Ｖ ＝ ２５０ ｍ ／ ”’ ｆ＝ ３龍／ ｒｅｖ 冷却液、水溶性油剤 実施例３ 実施例１の表１中Ａ、Ｅ、にの配合粉末を混合、成型し
た後、雰囲気を変えて焼結した。得られた焼結硬質合金
を耐摩耗試験を実施例１と同様の方法で実施した。得ら
れた結果を表５に示す。
２）Ｖ ＝ ２５０ ｍ ／ ”’ ｆ＝ ３龍／ ｒｅｖ 冷却液、水溶性油剤 実施例３ 実施例１の表１中Ａ、Ｅ、にの配合粉末を混合、成型し
た後、雰囲気を変えて焼結した。得られた焼結硬質合金
を耐摩耗試験を実施例１と同様の方法で実施した。得ら
れた結果を表５に示す。
表 ５
表５中混合雰囲気とは１４００℃で１時間保持している
間のみ２０ Ｘ Ｉ Ｆ”で焼結しその他の間は３００
Ｔｏｒｒ の窒素雰囲気にて焼結した。
間のみ２０ Ｘ Ｉ Ｆ”で焼結しその他の間は３００
Ｔｏｒｒ の窒素雰囲気にて焼結した。
第１図は本発明合金（Ａ合金）の１５００倍の組織写真
で、微粒なりｌ型結晶が均一に分散されている。 第２図は従来合金（Ｌ合金）の１５００倍の組織′υ二
真である。
で、微粒なりｌ型結晶が均一に分散されている。 第２図は従来合金（Ｌ合金）の１５００倍の組織′υ二
真である。
Claims (2)
- （１）ＷＣ及び／または（Ｍｏ−Ｗ）Ｃを１０〜８０重
量％、周期律表の第１Ｖａ、Ｖａ（但しＴａを除く）・
■ａ族元素１種または２種以上の炭窒化物よりなるＢｌ
型結晶２〜５０重１１％と残部が鉄族金属よりなる硬質
合金にふ・いて、該ＢＩ型結晶がＮｂを含みかつＣとＮ
が ０．１乙 乙０５ Ｃ−１−Ｎ のモル比をとることを特徴とする焼結硬質合金。 - （２）ＷＣ及び／または（Ｍｏ・ｗ）ｃを１０〜８０重
量−％、周期律表の第］ｖａ、Ｖａ（但しＴａを除く）
、Ｖｉａ族元素１種または２種以上の炭窒化物よりなる
１３＋型結晶２〜５０重量％と残部が鉄族金属よりなる
硬質合金において、該Ｂｌ型結晶がＮｂを含みかつＣと
Ｎが Ｏｌイｃ ＋ Ｎ ４ ｏ、 ５ のモル比をとることを特徴とする焼結硬質合金の製造法
においてＷＣ粉末及び／または（Ｍｏ・Ｗ）Ｃ粉末およ
び周期律表の第１ｖａ、Ｖａ（但しＴａを除く）。 Ｗａ族元素の炭化物、窒化物、炭窒化物のうちの１種ま
たは２種以上よりなる粉末および鉄族金属粉末を混合し
てなる原料粉末を成型後、１０−２〜１０”−’ Ｔｏ
ｒｒの真空雰囲気下で焼結することを特徴とする焼結硬
質合金の製造法。 （ａ）ＷＣ及び／または（Ｍｏ−Ｗ）Ｃを１０〜８０重
量％、含み、周期律表の第１Ｖａ、Ｖａ（但しＴａを除
＜ ） 、 Ｓｌａ族元素の１種または２種以上の炭窒
化物よりなるＢｌ型結晶２〜５０重量％と残部が鉄族金
属よりなる硬質合金において、該ＢＩ型結晶がＮｂを含
みかつＣとＮが、 Ｏ，Ｉ 、＜ ｃ＋Ｎ！ ０．５ のモル比をとる焼結硬質合金の製造法にふ・いて、ＷＣ
粉末及び／または（Ｍｏ−Ｗ）Ｃ粉末、ｂ−Ｉ Ｑ：、
周期律表の第１Ｖａ、Ｖａ（但しＴａを除＜）、Ｗａ族
元素の炭化物、窒化物、炭窒化物のうちの１釉または２
種以上よりなる粉末および鉄族金属粉末を混合してなる
原料粉末を成型後、窒素分圧を旧〜５００Ｔｏｒｒ に
断続的または連続的に保持して焼結することを特徴とす
る焼結硬質合金の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59087192A JPS6041143B2 (ja) | 1984-04-27 | 1984-04-27 | 焼結硬質合金とその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59087192A JPS6041143B2 (ja) | 1984-04-27 | 1984-04-27 | 焼結硬質合金とその製造法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9465579A Division JPS5620141A (en) | 1979-07-24 | 1979-07-24 | Sintered hard alloy and its manufacture |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6043458A true JPS6043458A (ja) | 1985-03-08 |
| JPS6041143B2 JPS6041143B2 (ja) | 1985-09-14 |
Family
ID=13908119
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59087192A Expired JPS6041143B2 (ja) | 1984-04-27 | 1984-04-27 | 焼結硬質合金とその製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6041143B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102006018947A1 (de) * | 2006-04-24 | 2007-10-25 | Tutec Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines Hartmetallkörpers, Pulver zur Herstellung eines Hartmetalls und Hartmetallkörper |
-
1984
- 1984-04-27 JP JP59087192A patent/JPS6041143B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102006018947A1 (de) * | 2006-04-24 | 2007-10-25 | Tutec Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines Hartmetallkörpers, Pulver zur Herstellung eines Hartmetalls und Hartmetallkörper |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6041143B2 (ja) | 1985-09-14 |
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