JPS61186434A - 窒素含有サ−メツトの焼結法 - Google Patents
窒素含有サ−メツトの焼結法Info
- Publication number
- JPS61186434A JPS61186434A JP60028036A JP2803685A JPS61186434A JP S61186434 A JPS61186434 A JP S61186434A JP 60028036 A JP60028036 A JP 60028036A JP 2803685 A JP2803685 A JP 2803685A JP S61186434 A JPS61186434 A JP S61186434A
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- Japan
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- nitrogen
- temperature
- cermet
- sintering
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- Prior art date
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- Pending
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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】
［技術分野］
本発明はきわめて強度に富む窒素含有サーメットを製造
する方法を堤供することにある。
する方法を堤供することにある。
［技術背景］
ＴｉとＭＯおよび／又はＷの炭窒化物をＣｏおよび／又
はＮｉで結合した窒素含有サーメットは、従来の窒素を
含有しないサーメットに比べ、著しく硬質分散相が微粒
になることから、耐高温クリ−プ特性が大巾に改善され
るため、切削工具として超硬合金とならんで実用されて
いる。しかしながら、この窒素含有サーメットの焼結性
は、含有される炭窒化物が、真空中で加熱すると分解し
やすいこともあって、超硬合金と比べきわめて、難焼結
性であり、特に窒素含有量が多い合金では焼結後にボア
の残存することをさけられなかった。
はＮｉで結合した窒素含有サーメットは、従来の窒素を
含有しないサーメットに比べ、著しく硬質分散相が微粒
になることから、耐高温クリ−プ特性が大巾に改善され
るため、切削工具として超硬合金とならんで実用されて
いる。しかしながら、この窒素含有サーメットの焼結性
は、含有される炭窒化物が、真空中で加熱すると分解し
やすいこともあって、超硬合金と比べきわめて、難焼結
性であり、特に窒素含有量が多い合金では焼結後にボア
の残存することをさけられなかった。
そのため、窒素含有サーメットは従来の超硬合金に比べ
ると、どうしても強度が不足するため、切削工具等には
使用が可能なるも、耐摩工具、耐摩部品のように、強度
が不可欠な用途には使用し得なかった。しかしながら窒
素含有サーメットは密度が超硬合金の１／２と軽く、か
つ硬度は超硬合金と同等であることから、耐摩部品への
応用は実用上極めて好ましいことは自明である。従って
窒素含有サーメットの強度の向上をはかるため、種々の
焼結法が検討されている。例えば炭窒化物の分解を防ぐ
ため、真空中ではな（窒素雰囲気中で焼結するとか、焼
結後残存するボアを無くすため熱間静水圧プレスで処理
する等の改善が提案されているがいずれも十分でない。
ると、どうしても強度が不足するため、切削工具等には
使用が可能なるも、耐摩工具、耐摩部品のように、強度
が不可欠な用途には使用し得なかった。しかしながら窒
素含有サーメットは密度が超硬合金の１／２と軽く、か
つ硬度は超硬合金と同等であることから、耐摩部品への
応用は実用上極めて好ましいことは自明である。従って
窒素含有サーメットの強度の向上をはかるため、種々の
焼結法が検討されている。例えば炭窒化物の分解を防ぐ
ため、真空中ではな（窒素雰囲気中で焼結するとか、焼
結後残存するボアを無くすため熱間静水圧プレスで処理
する等の改善が提案されているがいずれも十分でない。
［発明の開示コ
発明者は窒素含有サーメットの焼結現象を詳細に検討し
た結果以下の知見を得た。
た結果以下の知見を得た。
焼結後残存するボアは、焼結温度を高くすればダ
完全に無くなる。但し、炭素化物の分解をおさえるには
窒素雰囲気中で焼結することが好ましい。
窒素雰囲気中で焼結することが好ましい。
但し焼結温度を高くするとたしかにボアは無くなるが、
硬質分散相がきわめて微細であり、焼結中に該硬質相が
一度スケルトンを組むと、いかに焼結温度を上げても硬
質分散相の再配列はほとんど生じない。従かって焼結温
度が低い時にボアとして残存する空孔は、焼結温度を上
げることによって生じる大量の液相によってうずめられ
るにすぎない。即ち、単に窒素含有サーメットの焼結温
度を高くするだけでは、ボアが結合金属のプールに変わ
るだけで、強度的にはボアも結合金属も同じ様に存寄な
ため何等上昇しない。熱間静水圧プレスによる処理も同
じことである。
硬質分散相がきわめて微細であり、焼結中に該硬質相が
一度スケルトンを組むと、いかに焼結温度を上げても硬
質分散相の再配列はほとんど生じない。従かって焼結温
度が低い時にボアとして残存する空孔は、焼結温度を上
げることによって生じる大量の液相によってうずめられ
るにすぎない。即ち、単に窒素含有サーメットの焼結温
度を高くするだけでは、ボアが結合金属のプールに変わ
るだけで、強度的にはボアも結合金属も同じ様に存寄な
ため何等上昇しない。熱間静水圧プレスによる処理も同
じことである。
しかしながら一度高温で焼結後、該窒素含有サーメット
を液相出現温度以下に冷却したのち、再度液相出現温度
以上に加熱すると、スケルトンを形成した硬質分散相は
再度再配列を行うため、結合金属プールに硬質分散相が
分散する。従がって以下制限理由につき述べる。
を液相出現温度以下に冷却したのち、再度液相出現温度
以上に加熱すると、スケルトンを形成した硬質分散相は
再度再配列を行うため、結合金属プールに硬質分散相が
分散する。従がって以下制限理由につき述べる。
■硬質分散相の成分
本発明は窒素含有サーメットに関するものであるため硬
質分散相としてはＴｉとＭｏおよび／又はＷの炭窒化物
は不可欠である。な、おこの複炭窒化物の組成としては
、原子比で全金属原子中のＴｉ量が０．９５以上では焼
結性が悪＜、Ｏ，Ｓ以下では比重が超硬合金と大差がな
くなり好ましくない。又全非金属原子中Ｎｆｆ１が０．
１以下では高温で焼結すると、硬質分散相の粒成長が著
しく、Ｏ，Ｓ以上では焼結性が悪く好ましくない。
質分散相としてはＴｉとＭｏおよび／又はＷの炭窒化物
は不可欠である。な、おこの複炭窒化物の組成としては
、原子比で全金属原子中のＴｉ量が０．９５以上では焼
結性が悪＜、Ｏ，Ｓ以下では比重が超硬合金と大差がな
くなり好ましくない。又全非金属原子中Ｎｆｆ１が０．
１以下では高温で焼結すると、硬質分散相の粒成長が著
しく、Ｏ，Ｓ以上では焼結性が悪く好ましくない。
又Ｔｉ相当分の４０原子％以下をＺｒ＋ Ｈｒ、 ｖ、
Ｎｂ。
Ｎｂ。
Ｔ ａ ＋ Ｃｒで置換しても本発明の効果に変わりは
ない。
ない。
■結合金属量
３重量％以下では強度が不足し、５０重量％以上では硬
度が不足するため好ましくない。
度が不足するため好ましくない。
■焼結条件
本発明は高温で焼結後、液相出現温度以下へ冷却したの
ち再度高温で熱処理するというものであるため、焼結温
度は液相出現温度（１３０１）”Ｃ）よりも１５０℃以
上高いことが不可欠である。１５０℃以下ではボアが残
存する。又３００℃以上高いと結合金属の蒸発が無視出
来ず好ましくない。
ち再度高温で熱処理するというものであるため、焼結温
度は液相出現温度（１３０１）”Ｃ）よりも１５０℃以
上高いことが不可欠である。１５０℃以下ではボアが残
存する。又３００℃以上高いと結合金属の蒸発が無視出
来ず好ましくない。
焼結後の冷却温度は、液相出現温度以下であれば良いが
実用上は液相出現温度の１５０℃以上低い温度に１０分
間保持すれば良い。再加熱温度については焼結温度と同
じである。
実用上は液相出現温度の１５０℃以上低い温度に１０分
間保持すれば良い。再加熱温度については焼結温度と同
じである。
以下実施例で詳しく説明する。
実施例１コ
Ｔ ｓ （Ｃ＋ Ｎ） ｒ Ｍｏ２Ｃｔ Ｎ ｒ ＋
Ｇ ｏの粉末を計数、混合し型押ししたのち以下の条件
で焼結した。
Ｇ ｏの粉末を計数、混合し型押ししたのち以下の条件
で焼結した。
室 温〜１２０Ｇ℃ 真空Ｉ Ｘ １０−” Ｔｏ
ｒｒ１２００℃〜＋５００℃ ＰＮ２ ＝ ７５Ｔ
ｏｒｒ１５００℃ １時間 ＰＮ２ ＝ ７５Ｔｏ
ｒｒ１５００℃−１０００℃ ＰＮ２ ＝
７５Ｔｏｒｒ１０００℃ ３０分間 ＰＮ２ ＝
フ５Ｔｏｒｒ１０００℃〜１５００℃ ＰＮ２
＝ ７５Ｔｏｒｒ１５００℃ ３０分間 ＰＮ
２ ＝フ５Ｔｏｒｒ１５００℃〜室 温 Ｐ
Ｎ２ ＝ ７５Ｔｏｒｒ得られた合金の組成は硬質相が
゛（Ｔ ｉｏ、ａ ＭＯｏ、２））（ＣｏＧ、ωＮａ、
４０） （但し原子比で）であり結合金属はＣｏが１８
重量％、Ｎｉが６重量％であった。このサーメットの特
性は、抗折力が３２０ ｋｇ／ａｓ’ 、硬さがＨＲＡ
で９■、０と非常に強度が高かった。比較のため同一組
成のサーメットを従来のとおりＰＮ２ Ｍ ７５Ｔｏｒ
ｒでＩ４５０℃で焼結したものは抗折力１９８ ｋｇ／
■♂、硬さがＨＲＡで９１．２と強度が劣っていた。
ｒｒ１２００℃〜＋５００℃ ＰＮ２ ＝ ７５Ｔ
ｏｒｒ１５００℃ １時間 ＰＮ２ ＝ ７５Ｔｏ
ｒｒ１５００℃−１０００℃ ＰＮ２ ＝
７５Ｔｏｒｒ１０００℃ ３０分間 ＰＮ２ ＝
フ５Ｔｏｒｒ１０００℃〜１５００℃ ＰＮ２
＝ ７５Ｔｏｒｒ１５００℃ ３０分間 ＰＮ
２ ＝フ５Ｔｏｒｒ１５００℃〜室 温 Ｐ
Ｎ２ ＝ ７５Ｔｏｒｒ得られた合金の組成は硬質相が
゛（Ｔ ｉｏ、ａ ＭＯｏ、２））（ＣｏＧ、ωＮａ、
４０） （但し原子比で）であり結合金属はＣｏが１８
重量％、Ｎｉが６重量％であった。このサーメットの特
性は、抗折力が３２０ ｋｇ／ａｓ’ 、硬さがＨＲＡ
で９■、０と非常に強度が高かった。比較のため同一組
成のサーメットを従来のとおりＰＮ２ Ｍ ７５Ｔｏｒ
ｒでＩ４５０℃で焼結したものは抗折力１９８ ｋｇ／
■♂、硬さがＨＲＡで９１．２と強度が劣っていた。
実施例２］
合金の組成が硬質相が原子比で（Ｔ ｉ ｏ、７ｓ Ｔ
ａｏ、＋。
ａｏ、＋。
ＭＯｏ、ｏｓ Ｗｏ、＋ｏ） （Ｃｏ，Ｉ＋２５ Ｎｏ
、３７Ｓ）であり結合金属がＣｏ １０重量％、Ｎｉが
５重量％になるよう、Ｔｔ （Ｃｔ Ｎ）＋ＭＯ２ＣＩ
ＷＣＩ ＴａＣ，Ｎｔ、 Ｇｏ、を混合、型押し、表
−１の条件で焼結した。抗折力と硬度のデータをあわせ
て記す。（但し、各焼結すべて室温〜１２００”Ｃまで
は真空で焼結それ以降は常にＰＮ２ ＝ ７５Ｔｏｒｒ
の窒素雰囲気中） 表−１ 実施例３ 結合金ｆｉｆｆｉをＣｏ １２重量％Ｎｉ７重量％一定
とし、硬質分散相の組成を表−２の如く種々変化させた
合金を次の条件で焼結した。
、３７Ｓ）であり結合金属がＣｏ １０重量％、Ｎｉが
５重量％になるよう、Ｔｔ （Ｃｔ Ｎ）＋ＭＯ２ＣＩ
ＷＣＩ ＴａＣ，Ｎｔ、 Ｇｏ、を混合、型押し、表
−１の条件で焼結した。抗折力と硬度のデータをあわせ
て記す。（但し、各焼結すべて室温〜１２００”Ｃまで
は真空で焼結それ以降は常にＰＮ２ ＝ ７５Ｔｏｒｒ
の窒素雰囲気中） 表−１ 実施例３ 結合金ｆｉｆｆｉをＣｏ １２重量％Ｎｉ７重量％一定
とし、硬質分散相の組成を表−２の如く種々変化させた
合金を次の条件で焼結した。
室 温〜１２０Ｇ℃ 真空Ｉ Ｘ ＩＦ” Ｔｏｒ
ｒ１２００℃〜１５００で ＰＮ２ ＝ １００Ｔ
ｏｒｒ１５００℃ １時間保持 ＰＮ２ ＝ １００
Ｔｏｒｒ１５００℃〜＋１００’℃ＰＮ２ ＝ １００
Ｔｏｒｒ＋ １（１（１℃ ２０分間保持 ＰＮ２＝
ｌ００Ｔｏｒｒ＋１（１０℃〜！５（１０’ＣＰＮ２
＝ ｌ００Ｔｏｒｒ！５００℃ ３０分間保持 ＰＮ２
＝ ＋００Ｔｏｒｒ１５００℃〜室 温
ＰＮ２ ：＝ Ｉ（ｌＯＴｏｒｒ表−２ この各種合金の抗折力と硬さを測定すると以下の様であ
った。
ｒ１２００℃〜１５００で ＰＮ２ ＝ １００Ｔ
ｏｒｒ１５００℃ １時間保持 ＰＮ２ ＝ １００
Ｔｏｒｒ１５００℃〜＋１００’℃ＰＮ２ ＝ １００
Ｔｏｒｒ＋ １（１（１℃ ２０分間保持 ＰＮ２＝
ｌ００Ｔｏｒｒ＋１（１０℃〜！５（１０’ＣＰＮ２
＝ ｌ００Ｔｏｒｒ！５００℃ ３０分間保持 ＰＮ２
＝ ＋００Ｔｏｒｒ１５００℃〜室 温
ＰＮ２ ：＝ Ｉ（ｌＯＴｏｒｒ表−２ この各種合金の抗折力と硬さを測定すると以下の様であ
った。
表−３
実施例４コ
硬質分散相の組成が（Ｔ ｉｏ、ａ２Ｍｏａ、ａｓ Ｗ
ｏ、ｍ Ｔ ａｏ、ｏａ）（Ｃｏ，ＧＺ Ｎｏ蕊） ト
ナルヨ’） ニＴ ｔ （Ｃ＋Ｎ） ＋ ＭＯ２ＣＩ
ＷＣＩＴ ａ ＮｉおよびＣｏ、Ｎｉを計数、混合し型
押したのち実施例にと同じ条件で焼結した。なおこの際
、Ｃｏ ＋ Ｎ ｔの重量％を表４の様に変化させた。
ｏ、ｍ Ｔ ａｏ、ｏａ）（Ｃｏ，ＧＺ Ｎｏ蕊） ト
ナルヨ’） ニＴ ｔ （Ｃ＋Ｎ） ＋ ＭＯ２ＣＩ
ＷＣＩＴ ａ ＮｉおよびＣｏ、Ｎｉを計数、混合し型
押したのち実施例にと同じ条件で焼結した。なおこの際
、Ｃｏ ＋ Ｎ ｔの重量％を表４の様に変化させた。
得られた合金の抗折力、硬さを表４に併記する。
Claims (2)
- （１）ＭｏとＷよりなる群より選ばれた１種または２種
とＴｉの炭窒化物を硬質相とし、該硬質相において金属
原子中のＴｉ量が原子比で０．５〜０．９５であり、非
金属原子中の窒素量が原子比で０．１〜０．９であり、
残部の結合金属相がＣｏとＮｉよりなる群より選ばれた
１種または２種よりなり合金中で３〜５０重量％をしめ
る窒素含有サーメットを焼結するに当り、液相出現温度
の１５０℃異常３００℃以下にて焼結したのち、液相出
現温度より１００℃以下に１０分間以上保持したのち、
液相出現温度の１５０℃以上３００℃以下にて再加熱処
理することを特徴とする窒素含有サーメットの焼結法。 - （２）ＭｏとＷよりなる群より選ばれた１種または２種
とＴｉの炭窒化物を硬質相とし、該硬質相において金属
原子中のＴｉ量が原子比で０．５〜０．９５であり、こ
のＴｉをＺｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒからなる群
より選んだ１種または２種以上で置換し、その置換量が
、原子比でＴｉ相当分の０．４以下であり非金属原子中
の窒素量が原子比で０．１〜０．９であり、残部の結合
金属相がＣｏとＮｉよりなる群より選ばれた１種または
２種よりなり合金中で３〜５０重量％をしめる窒素含有
サーメットを焼結するに当り、液相出現温度の１５０℃
以上３００℃以下にて焼結したのち、液相出現温度より
１００℃以下に１０分間以上保持したのち液相出現温度
の１５０℃以上３００℃以下にて再加熱処理することを
特徴とする窒素含有サーメットの焼結法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60028036A JPS61186434A (ja) | 1985-02-14 | 1985-02-14 | 窒素含有サ−メツトの焼結法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60028036A JPS61186434A (ja) | 1985-02-14 | 1985-02-14 | 窒素含有サ−メツトの焼結法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61186434A true JPS61186434A (ja) | 1986-08-20 |
Family
ID=12237503
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60028036A Pending JPS61186434A (ja) | 1985-02-14 | 1985-02-14 | 窒素含有サ−メツトの焼結法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61186434A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5059491A (en) * | 1988-11-11 | 1991-10-22 | Mitsubishi Metal Corporation | Cermet blade member for cutting-tools and process for producing same |
-
1985
- 1985-02-14 JP JP60028036A patent/JPS61186434A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5059491A (en) * | 1988-11-11 | 1991-10-22 | Mitsubishi Metal Corporation | Cermet blade member for cutting-tools and process for producing same |
| US5110543A (en) * | 1988-11-11 | 1992-05-05 | Mitsubishi Metal Corporation | Cement blade member for cutting-tools and process for producing same |
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