JPS61166963A - 高温用工具材料 - Google Patents
高温用工具材料Info
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- JPS61166963A JPS61166963A JP721585A JP721585A JPS61166963A JP S61166963 A JPS61166963 A JP S61166963A JP 721585 A JP721585 A JP 721585A JP 721585 A JP721585 A JP 721585A JP S61166963 A JPS61166963 A JP S61166963A
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- Japan
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- whiskers
- tool material
- oxidation resistance
- hard alloy
- sintered hard
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- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
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】
［産業上の利用分野］
この発明は、ホイスカ（ｗｈｉｓｋｅｒ ）を含有する
超硬合金に関するものであり、特に、高温で耐酸化性に
優れた高温用工具材料に関する。
超硬合金に関するものであり、特に、高温で耐酸化性に
優れた高温用工具材料に関する。
［従来の技術］
超硬合金は、タングステンカーバイドを主体とし、結合
金属としてのコバルト等を含む焼結合金の°ことである
。超硬合金としてはＷＣ−Ｃｏ系、ＷＣ−Ｔｉ Ｃ−Ｃ
ｏ系、ＷＣ−Ｔｉ Ｃ−Ｔａ Ｃ−ＱＯ系等が知られて
おり、高温硬さがきわめて高く、又、耐摩耗性が良好で
あるという特徴を活して切削工具、引仮加工用ダイス、
さく岩槻用ビット等に広く用いられている。
金属としてのコバルト等を含む焼結合金の°ことである
。超硬合金としてはＷＣ−Ｃｏ系、ＷＣ−Ｔｉ Ｃ−Ｃ
ｏ系、ＷＣ−Ｔｉ Ｃ−Ｔａ Ｃ−ＱＯ系等が知られて
おり、高温硬さがきわめて高く、又、耐摩耗性が良好で
あるという特徴を活して切削工具、引仮加工用ダイス、
さく岩槻用ビット等に広く用いられている。
［発明が解決しようとする問題点］
しかし、最近の技術的進歩によって、機械的性能におい
ても、熱的性能においても、ますますその性能向上が要
求されており、特に高温での耐酸化性を向上させること
が望まれている。
ても、熱的性能においても、ますますその性能向上が要
求されており、特に高温での耐酸化性を向上させること
が望まれている。
［問題点を解決するための手段］
本発明は、発明の構成として上記の問題点を解決するた
めに次のような技術的手段を採用した。
めに次のような技術的手段を採用した。
即ち、本発明の高温用工具材料は、
超硬合金中に、
炭化珪素のホイスカ及び窒化珪素のホイスカから選ばれ
た１種若しくは２種を１〜５０重酸％含有する ことを特徴とする特 ホイスカは、適当な条件下でおこる溶液からの析出や化
合物の分解、例えば熱分解あるいは蒸気の凝縮などの際
に成長する針状結晶であり、含まれ、る転位の数が極端
に少ないため、はぼ原子間結合力から計算される理論的
な強さをもつものである。
た１種若しくは２種を１〜５０重酸％含有する ことを特徴とする特 ホイスカは、適当な条件下でおこる溶液からの析出や化
合物の分解、例えば熱分解あるいは蒸気の凝縮などの際
に成長する針状結晶であり、含まれ、る転位の数が極端
に少ないため、はぼ原子間結合力から計算される理論的
な強さをもつものである。
尚、ホイスカの代表的性質は炭化珪素の場合、直径０．
１〜１．Ｃ１ｍ、長さ５０〜２００μｍ１アスペクト比
（長さ／径）５０〜３００．密度３゜１７Ｘ１０″４ｋ
ｇ７ｍ’、引張り強さ３〜１４ＧＰａ、縦弾性係数４０
０〜７００ＧＰａであり、１６００℃に大気中で加熱し
ても変化はないというものである。
１〜１．Ｃ１ｍ、長さ５０〜２００μｍ１アスペクト比
（長さ／径）５０〜３００．密度３゜１７Ｘ１０″４ｋ
ｇ７ｍ’、引張り強さ３〜１４ＧＰａ、縦弾性係数４０
０〜７００ＧＰａであり、１６００℃に大気中で加熱し
ても変化はないというものである。
ホイスカの含有量が１重量％未渦の場合には、ホイスカ
の含有の効果はなく、又、ホイスカの含有量が５０重量
％より多い場合には、焼結性が悪く、高温用工具材料を
得ることはできない。
の含有の効果はなく、又、ホイスカの含有量が５０重量
％より多い場合には、焼結性が悪く、高温用工具材料を
得ることはできない。
又、ホイスカは一般にそのままでは他元素との濡れ性が
余り良くないため、表面を金属で薄く被覆処理すること
によって濡れ性を向上させてもよい。被覆処理は通常無
電解メッキ法又はメタライジング法により行なわれるが
、真空攪拌による表面付着処理によっても行うことがで
きる。被覆処理される金属としては、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｏｒ
、ＡＭ、Ａｇ、ＭＯｌＢ等の濡れ住改善に効果のあるも
のが使用される。
余り良くないため、表面を金属で薄く被覆処理すること
によって濡れ性を向上させてもよい。被覆処理は通常無
電解メッキ法又はメタライジング法により行なわれるが
、真空攪拌による表面付着処理によっても行うことがで
きる。被覆処理される金属としては、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｏｒ
、ＡＭ、Ａｇ、ＭＯｌＢ等の濡れ住改善に効果のあるも
のが使用される。
［作用］
本発明の高温用工具材料を、高温（例えば１２００℃）
の酸化雰囲気中に置くと、先ず、ホイスカとして含有さ
れる、炭化珪素及び窒化珪素から選ばれた１種若しくは
２種が、該高温用工具材料表面に酸化被膜を形成する。
の酸化雰囲気中に置くと、先ず、ホイスカとして含有さ
れる、炭化珪素及び窒化珪素から選ばれた１種若しくは
２種が、該高温用工具材料表面に酸化被膜を形成する。
そのため、雰囲気中の酸素は該高温用工具材料中に拡散
できず、該高温用工具材料の耐酸化性が向上すると思わ
れる。
できず、該高温用工具材料の耐酸化性が向上すると思わ
れる。
又、ホイスカの強度か極めて高いため、ホイスカの含有
によって超硬合金自体の強度を下げることはなく、むし
ろ靭性が向上する。
によって超硬合金自体の強度を下げることはなく、むし
ろ靭性が向上する。
［実施例］
本発明の一実施例について説明する。
本実施例は、ＷＣ−Ｇｏ系超硬合金中に各種ホイスカを
含有する高温用工具材料に関するものである。
含有する高温用工具材料に関するものである。
本実施例に用いられたホイスカは５ｉＣ（炭化珪素）、
Ｓｉ ３Ｎ４ （窒化珪素）、ＢａＣｓ （炭化はう素
）、へ立２０３（アルミナ）及びＢｅ０（ベリリア）で
ありその形状は、平均直径０．０５〜５μｍ、平均長さ
１０〜１０００μｍの線状である。
Ｓｉ ３Ｎ４ （窒化珪素）、ＢａＣｓ （炭化はう素
）、へ立２０３（アルミナ）及びＢｅ０（ベリリア）で
ありその形状は、平均直径０．０５〜５μｍ、平均長さ
１０〜１０００μｍの線状である。
先ず、無電解メッキによってＮｉがメッキされたホイス
カと、ＷＣと、ＣＯとを第１表に示す所定の割合で真空
中あるいは不活性雰囲気中で均一となるまで混合する。
カと、ＷＣと、ＣＯとを第１表に示す所定の割合で真空
中あるいは不活性雰囲気中で均一となるまで混合する。
次に、上記混合粉末をプレスにより２ｔＯｎ／ａＡの圧
力で所定の形状に成型し、通常の超硬合金と同様の非酸
化性雰囲気下で約１４００℃の条件で焼結する。
力で所定の形状に成型し、通常の超硬合金と同様の非酸
化性雰囲気下で約１４００℃の条件で焼結する。
第１図はホイスカとして５ｉＣ（炭化珪素）を使用し、
ＳｉＣホイスカ５重量％、Ｗ０９０重量％、ＣＯ５重量
％である焼結体の破断面の電子顕微鏡写真＜３０００倍
）であり、第２図はその焼結前の混合粉末の状態を示す
電子顕微鏡写真（３０００倍）である。さらに第３図は
その焼結体の研磨された断面の電子類１ｍ写真（３００
０倍）である。
ＳｉＣホイスカ５重量％、Ｗ０９０重量％、ＣＯ５重量
％である焼結体の破断面の電子顕微鏡写真＜３０００倍
）であり、第２図はその焼結前の混合粉末の状態を示す
電子顕微鏡写真（３０００倍）である。さらに第３図は
その焼結体の研磨された断面の電子類１ｍ写真（３００
０倍）である。
上記焼結体の耐酸化性の試験として、大気中において１
２００℃に３時間加熱し、酸化した試料の断面積と試験
前の試料の断面積との比を断面酸化率として耐酸化性の
指標とした第１表に記した。
２００℃に３時間加熱し、酸化した試料の断面積と試験
前の試料の断面積との比を断面酸化率として耐酸化性の
指標とした第１表に記した。
本実施例の焼結体の試験前の断面を第４図（イ）に、酸
化した断面を第４図（ロ）に示した。又、比較のため通
常の超硬合金（ＷＣ９５，５％、Ｃ０４，５％）の試験
前の断面を第５図（イ）に、酸化した断面を第５図（ロ
）に示した。
化した断面を第４図（ロ）に示した。又、比較のため通
常の超硬合金（ＷＣ９５，５％、Ｃ０４，５％）の試験
前の断面を第５図（イ）に、酸化した断面を第５図（ロ
）に示した。
第１表の結果より、次の（１）及び（２）の場合には、
高温用工具材料として使用できないことがわかった。こ
れらより耐酸化性にすぐれた高温用工具材料を得るため
には、第１表の試料Ｎｏ。
高温用工具材料として使用できないことがわかった。こ
れらより耐酸化性にすぐれた高温用工具材料を得るため
には、第１表の試料Ｎｏ。
１およびＮｏ、２のように、ホイスカが１〜５０重量％
含まれることが必要であることがわがった。
含まれることが必要であることがわがった。
（１）Ｎｏ、３およびＮｏ、５のようにホイスカが１重
量％未満しか含まれていない場合には、ホイスカ含有の
効果は表われない。
量％未満しか含まれていない場合には、ホイスカ含有の
効果は表われない。
（２＞Ｎｏ、４およびＮｏ、６のようにホイスカが５０
重量％より多く含まれる場合には、焼結性が悪く必要な
強さを得ることができない。
重量％より多く含まれる場合には、焼結性が悪く必要な
強さを得ることができない。
又、第１図の電子顕微鏡写真よりわかるように、ホイス
カと組織が一体化しており、ホイスカが耐酸化性の向上
役割を担っている。さらにホイスカは組織と一体となっ
ていることから靭性も向上する。
カと組織が一体化しており、ホイスカが耐酸化性の向上
役割を担っている。さらにホイスカは組織と一体となっ
ていることから靭性も向上する。
又、第１表から明らかなように、本実施例の高温用工具
材料の強さは、通常の超硬合金とほとんど変ることがな
い。
材料の強さは、通常の超硬合金とほとんど変ることがな
い。
［発明の効果］
本発明の高温用工具材料は、従来の超硬合金に比べて高
温における耐酸化性が向上し、しかも、従来の超硬合金
の強さをかねそなえており、特に高温で耐酸化性が要求
される用途に非常に有用である。
温における耐酸化性が向上し、しかも、従来の超硬合金
の強さをかねそなえており、特に高温で耐酸化性が要求
される用途に非常に有用である。
第１図は本発明の一実施例によって得られた高温用工具
材料の組織の状態を示す３０００倍の電子顕微鏡写真、
第２図はその混合粉末の状態を示す３０００倍の電子顕
微鏡写真、第３図は上記高温用工具材料の研磨された組
織の状態を示す３０００倍の電子顕微鏡写真、第４図は
上記高温用工具材料の耐酸化試験の説明図、第５図は超
硬合金の耐酸化試験の説明図である。
材料の組織の状態を示す３０００倍の電子顕微鏡写真、
第２図はその混合粉末の状態を示す３０００倍の電子顕
微鏡写真、第３図は上記高温用工具材料の研磨された組
織の状態を示す３０００倍の電子顕微鏡写真、第４図は
上記高温用工具材料の耐酸化試験の説明図、第５図は超
硬合金の耐酸化試験の説明図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 超硬合金中に、 炭化珪素のホイスカ及び窒化珪素のホイスカから選ばれ
た１種若しくは２種を１〜５０重量％含有する ことを特徴とする高温用工具材料。 ２ ホイスカの表面が金属により薄く被覆処理されてい
る特許請求の範囲第１項記載の高温用工具材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP721585A JPS61166963A (ja) | 1985-01-17 | 1985-01-17 | 高温用工具材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP721585A JPS61166963A (ja) | 1985-01-17 | 1985-01-17 | 高温用工具材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61166963A true JPS61166963A (ja) | 1986-07-28 |
Family
ID=11659774
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP721585A Pending JPS61166963A (ja) | 1985-01-17 | 1985-01-17 | 高温用工具材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61166963A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117265458A (zh) * | 2023-11-13 | 2023-12-22 | 成都成高阀门股份有限公司 | 一种陶瓷晶须增强高韧性超音速火焰喷涂涂层材料及其制备方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4855108A (ja) * | 1971-11-12 | 1973-08-02 | ||
| JPS5187407A (ja) * | 1975-01-30 | 1976-07-31 | Honda Motor Co Ltd | Tansosenifukugoshoketsuzai oyobi sonoseizohoho |
| JPS5928544A (ja) * | 1982-08-10 | 1984-02-15 | Tateho Kagaku Kogyo Kk | 窒化けい素ウイスカ−／チタン系複合材料 |
| JPS5988371A (ja) * | 1982-11-12 | 1984-05-22 | 大同特殊鋼株式会社 | 耐熱複合材料及びその製造法 |
-
1985
- 1985-01-17 JP JP721585A patent/JPS61166963A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4855108A (ja) * | 1971-11-12 | 1973-08-02 | ||
| JPS5187407A (ja) * | 1975-01-30 | 1976-07-31 | Honda Motor Co Ltd | Tansosenifukugoshoketsuzai oyobi sonoseizohoho |
| JPS5928544A (ja) * | 1982-08-10 | 1984-02-15 | Tateho Kagaku Kogyo Kk | 窒化けい素ウイスカ−／チタン系複合材料 |
| JPS5988371A (ja) * | 1982-11-12 | 1984-05-22 | 大同特殊鋼株式会社 | 耐熱複合材料及びその製造法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117265458A (zh) * | 2023-11-13 | 2023-12-22 | 成都成高阀门股份有限公司 | 一种陶瓷晶须增强高韧性超音速火焰喷涂涂层材料及其制备方法 |
| CN117265458B (zh) * | 2023-11-13 | 2024-01-23 | 成都成高阀门股份有限公司 | 一种陶瓷晶须增强高韧性超音速火焰喷涂涂层材料及其制备方法 |
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