JPS61194148A - 超微粒子超硬合金 - Google Patents
超微粒子超硬合金Info
- Publication number
- JPS61194148A JPS61194148A JP3258985A JP3258985A JPS61194148A JP S61194148 A JPS61194148 A JP S61194148A JP 3258985 A JP3258985 A JP 3258985A JP 3258985 A JP3258985 A JP 3258985A JP S61194148 A JPS61194148 A JP S61194148A
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- JP
- Japan
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- fines
- powder
- ultrafine
- super
- fine
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、従来から超微粒子超硬合金として、各種用途
に多用されているＷ Ｃ−Ｃｏ基層硬合金に関する。
に多用されているＷ Ｃ−Ｃｏ基層硬合金に関する。
一般にＷＣ−Ｃｏ基超超硬合金、切削工具、耐摩工具と
して広く用いられているが、ドリル、エンドミルなどの
回転工具では、ＷＣ粒を微細化して分散強化を図り、強
度を向上した超微粒子超硬合金が用いられている。
して広く用いられているが、ドリル、エンドミルなどの
回転工具では、ＷＣ粒を微細化して分散強化を図り、強
度を向上した超微粒子超硬合金が用いられている。
超微粒子超硬合金においては、ＷＣ粒の微細化、粒成長
の抑制等に種々の手法が使用されている（例えば尾添俊
二他、「超微粒子超硬合金用ＷＣ粉末について」、粉体
粉末冶金、昭和５９年秋季大会講演概要集参照）。
の抑制等に種々の手法が使用されている（例えば尾添俊
二他、「超微粒子超硬合金用ＷＣ粉末について」、粉体
粉末冶金、昭和５９年秋季大会講演概要集参照）。
しかし、結合相のＣｏについては、一般に平均粒度が１
〜１．５μの粉末が使用されており、超硬合金が液相焼
結であること およびＷＣとＣｏとの濡れ性が良いこと
などの点から、ｃ。
〜１．５μの粉末が使用されており、超硬合金が液相焼
結であること およびＷＣとＣｏとの濡れ性が良いこと
などの点から、ｃ。
を１〜１５μｍよりさらに細かくすることについては検
討されていない。
討されていない。
超硬合金の組織は、Ｃｏ相中にＷＣ粒子が分散している
と考えられるので、その強度は本質的に分散強化型合金
に関するＯ ｒｏｍａｎの式７式％（１） ： ： 粒度の微細化は式（１）のしを減少させることであり、
強度が向上することになるのである。
と考えられるので、その強度は本質的に分散強化型合金
に関するＯ ｒｏｍａｎの式７式％（１） ： ： 粒度の微細化は式（１）のしを減少させることであり、
強度が向上することになるのである。
実用的にもＣｏ相の厚み０．１５μｍ程度までは微粒化
によって高Ｃｏ合金の強度が向上する。
によって高Ｃｏ合金の強度が向上する。
しかし、微粒合金を製造する場合、炭化物および合金粉
末の製造条件を調整することにより微細な炭化物を生じ
させて焼結するのであるが、液相焼結特有の溶解析出反
応により微細な粒子が液相中に溶解し、粗大な粒子の周
囲に再析出するという現象が生ずるため、粒成長を避け
る１ことができない。このことは、ＷＣ粒子を微粒化す
る程顕著になる。
末の製造条件を調整することにより微細な炭化物を生じ
させて焼結するのであるが、液相焼結特有の溶解析出反
応により微細な粒子が液相中に溶解し、粗大な粒子の周
囲に再析出するという現象が生ずるため、粒成長を避け
る１ことができない。このことは、ＷＣ粒子を微粒化す
る程顕著になる。
この溶解析出反応を抑制するには、（１）Ｃｒ。
Ｖ等の添加により溶解を抑制する（２）Ｗ固溶量を増す
等のことが行なわれている。
等のことが行なわれている。
しかし、溶解析出反応は焼結温度に敏感なため、この焼
結温度を下げることが最も効果的である。しかし、１〜
１．５μ鐘粒末のＣｏでは温度を低下させると焼結が十
分に進行せず分散しない。
結温度を下げることが最も効果的である。しかし、１〜
１．５μ鐘粒末のＣｏでは温度を低下させると焼結が十
分に進行せず分散しない。
本発明は焼結温度を低下させるこによって、粒子の成長
を抑制し、強度の向上を図って、エンドミル等の回転工
具に使用したとき耐チッピング性が良好で長寿命化がで
きる超硬合金を提供することを目的とするものである。
を抑制し、強度の向上を図って、エンドミル等の回転工
具に使用したとき耐チッピング性が良好で長寿命化がで
きる超硬合金を提供することを目的とするものである。
本発明は、ＷＣを主成分とする硬質相７５〜９０％、（
重量％、本明細書においては他も同じ ）、Ｃｏを主成
分とする結合相１０〜２５％よりなる超微粒子超硬合金
において、微粉Ｃ。
重量％、本明細書においては他も同じ ）、Ｃｏを主成
分とする結合相１０〜２５％よりなる超微粒子超硬合金
において、微粉Ｃ。
の一部または全部を超微粉（平均粒度０゜１μｍ以下の
微粉末）のＣｏ″Ｃ’ｆ［換し、超微粉／（超微粉＋微
粉）＝１／１０〜１としたことを特徴とするものである
。
微粉末）のＣｏ″Ｃ’ｆ［換し、超微粉／（超微粉＋微
粉）＝１／１０〜１としたことを特徴とするものである
。
平均粒度が０．０１〜０．１μｍの超微粉のＣ。
粉末を使用すると、液相温度の直上でも十分に焼結が進
行し、１〜２μｍの粉末に比較して焼結温度を２５〜７
０°下げることができる。
行し、１〜２μｍの粉末に比較して焼結温度を２５〜７
０°下げることができる。
焼結温度の低下により溶解析出反応型の粒成長は着しく
抑制され、微細な組織が得られる。
抑制され、微細な組織が得られる。
さらに超微粉を使用すると通常の焼結温度の場合でも粒
成長が少なく、微細な組織が得られる。
成長が少なく、微細な組織が得られる。
すなわち、溶解析出反応型は粗大な粒子の周囲に再析出
して粒成長を起こすが、超微粒子超硬合金の場合はその
粗大な粒子はＳ集粒子の場合が多い。しかし、０．４〜
０．８μｍ程度のＷＣ粉末で混合するのに比べ、０．０
１〜０．１μｍのＩＩｉ撒鉛を使用した思惑ｌ±Ｃ＾の
分散が４６粒子と粒子との接触が減少して、より均一に
混合されるためと考えられる。
して粒成長を起こすが、超微粒子超硬合金の場合はその
粗大な粒子はＳ集粒子の場合が多い。しかし、０．４〜
０．８μｍ程度のＷＣ粉末で混合するのに比べ、０．０
１〜０．１μｍのＩＩｉ撒鉛を使用した思惑ｌ±Ｃ＾の
分散が４６粒子と粒子との接触が減少して、より均一に
混合されるためと考えられる。
このため前述の式（１）におけるＬを減少させる結果と
なり、さらに強度が向上する。
なり、さらに強度が向上する。
本発明の超硬合金において、超微粉Ｇｏ：ｌ／（Ｊｉ徽
粉Ｃｏｌ＋微粉Ｃり量）＝ １７１０〜１に限定した
理由は、１７１０未満では焼結温度の低下が見られず、
その効果がないためである。
粉Ｃｏｌ＋微粉Ｃり量）＝ １７１０〜１に限定した
理由は、１７１０未満では焼結温度の低下が見られず、
その効果がないためである。
また本発明合金の硬質相の一部をＴａＣ，ＮｂＣの１種
または２種で置換することができ、本発明によるＷＣの
微粒化による特徴を失わないが、置換量が５％を超える
と強度が低下して実用には供し得ない。
または２種で置換することができ、本発明によるＷＣの
微粒化による特徴を失わないが、置換量が５％を超える
と強度が低下して実用には供し得ない。
さらに炭化物の平均粒度が１μｍを超えると超微粒子超
硬合金特有の刃立性および強度が低下するので、１μｍ
以下にするのがよい。
硬合金特有の刃立性および強度が低下するので、１μｍ
以下にするのがよい。
Ｃｏ中に硬質相形成元素が固溶するのは当然の現象であ
り、本発明の特徴を変えるものではない、特に超微粒子
超硬合金に使用されているＣｒ、Ｖ等の併用は、微粒化
や粒成長抑制の効果を助長し有効である。
り、本発明の特徴を変えるものではない、特に超微粒子
超硬合金に使用されているＣｒ、Ｖ等の併用は、微粒化
や粒成長抑制の効果を助長し有効である。
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。
（実施例１）
平均粒度０．７μのＷＣ粉末、同１．２μ論のＴ ａ（
Ｎ ｂ）Ｃ粉末、同１．１μｍのＣｏ粉末および同０．
０４μｍの超微粉Ｃｏ粉末を第１表に示す組成に配合し
、ボールミルにて１２０時間時間後乾燥し、パラフィン
２％を投入した粉末をプレス成型し、１２９０〜１３５
０℃の焼結温度で真空焼結した。
Ｎ ｂ）Ｃ粉末、同１．１μｍのＣｏ粉末および同０．
０４μｍの超微粉Ｃｏ粉末を第１表に示す組成に配合し
、ボールミルにて１２０時間時間後乾燥し、パラフィン
２％を投入した粉末をプレス成型し、１２９０〜１３５
０℃の焼結温度で真空焼結した。
この合金の硬質相の平均粒度および粒度分布をイメージ
アナライザーで測定したところ第２表の結果を得た。
アナライザーで測定したところ第２表の結果を得た。
以上の結果より、超微粉Ｃｏを使用することにより微粒
でかつ成長粒子の少ない超硬合金の製造が可能である。
でかつ成長粒子の少ない超硬合金の製造が可能である。
（実施例２）
実施例２のＮＯ，１〜６の合金を用いて ８φ２枚刃の
エンドミルを製作し、切削試験を下記の条件で実施した
。
エンドミルを製作し、切削試験を下記の条件で実施した
。
第３表にその結果を物性値とともに示す６切削速度３６
ｍ／ａ＋ｉｎ 送 リ ０．０４ｍｍ／刃切り込み深さ
Ａｄ＝８ａ＋ａ＋ 切り込み巾 Ｒｄ＝４ｍｍ 被 削 材 ８４５Ｃ（Ｈｓ３０）切削方式片
削り 切 削 液 油性 切 削 氏 １０ ｍ 第３表より、物性上はあまり効果が願われていないが、
エンドミルのように切刃が鋭く、チッピングを起こしや
すい工具の場合は、摩耗よりもチッピングが先行するた
め、超微粉Ｃｏを使用することの効果が大である、 （実施例２） 実施例１の第１表に示す本発明合金ＮＯ，４を基本組成
としてＷＣの一部を ＴａＣおよび／またはＮｂＣで置
換し、第４表に示す合金を実施例１と同様の方法で製造
した。その合金Ｎ００７〜１２の硬さ、抗折力の測定の
結果を第６表に示す。またイメージアナライザーで粒度
を測定した結果を第５表に示す、 Ｔ ａ（Ｎ ｂ）Ｃ
粒子は０．５μ論≦ｄ≦２μ膣の粒度に分布するため、
添加量が増えるに従い粗くなる傾向にある。
ｍ／ａ＋ｉｎ 送 リ ０．０４ｍｍ／刃切り込み深さ
Ａｄ＝８ａ＋ａ＋ 切り込み巾 Ｒｄ＝４ｍｍ 被 削 材 ８４５Ｃ（Ｈｓ３０）切削方式片
削り 切 削 液 油性 切 削 氏 １０ ｍ 第３表より、物性上はあまり効果が願われていないが、
エンドミルのように切刃が鋭く、チッピングを起こしや
すい工具の場合は、摩耗よりもチッピングが先行するた
め、超微粉Ｃｏを使用することの効果が大である、 （実施例２） 実施例１の第１表に示す本発明合金ＮＯ，４を基本組成
としてＷＣの一部を ＴａＣおよび／またはＮｂＣで置
換し、第４表に示す合金を実施例１と同様の方法で製造
した。その合金Ｎ００７〜１２の硬さ、抗折力の測定の
結果を第６表に示す。またイメージアナライザーで粒度
を測定した結果を第５表に示す、 Ｔ ａ（Ｎ ｂ）Ｃ
粒子は０．５μ論≦ｄ≦２μ膣の粒度に分布するため、
添加量が増えるに従い粗くなる傾向にある。
さらに、合金Ｎ０．７〜１２を用いて ８φ２枚刃のエ
ンドミルを製作し、実施例２と同条件で切削試験を行な
った。その結果を第６表に示す。
ンドミルを製作し、実施例２と同条件で切削試験を行な
った。その結果を第６表に示す。
以上の結果よ’）Ｔａ（Ｎｂ）Ｃ添加量が増えるに従い
切刃欠損率が高くなるのは粒度が粗いためと考えられる
。またＴａ（Ｎｂ）Ｃ添加量が０においても優れた性能
を示すことが分かった。
切刃欠損率が高くなるのは粒度が粗いためと考えられる
。またＴａ（Ｎｂ）Ｃ添加量が０においても優れた性能
を示すことが分かった。
本発明の超微粒子層硬合金は、微粉Ｃｏの一部または全
部を超微粉Ｃｏで置換した結果、焼結温度を低下させる
ことができ、これによって成長粒子の低減と強度の向上
を図ることができ、エンドミル等の回転工具に用いた場
合、耐チッピング性が向上し、長寿命化をなし得るもの
である。
部を超微粉Ｃｏで置換した結果、焼結温度を低下させる
ことができ、これによって成長粒子の低減と強度の向上
を図ることができ、エンドミル等の回転工具に用いた場
合、耐チッピング性が向上し、長寿命化をなし得るもの
である。
Claims (3)
- （１）ＷＣを主成分とする硬質相７５〜９０％、Ｃｏを
主成分とする結合相１０〜２５％よりなる超微粒子超硬
合金において、微粉Ｃｏの一部または全部を超微粉（平
均粒度０．１μｍ以下の微粉末）のＣｏで置換し、超微
粉／（超微粉＋微粉）＝１／１０〜１としたことを特徴
とする超微粒子超硬合金。 - （２）特許請求の範囲第１項記載の合金において、硬質
相の０．５〜５％を ＴａＣ、ＮｂＣの１種または２種
により置換したことを特徴とする超微粒子超硬合金。 - （３）特許請求の範囲第１項または第２項記載の合金に
おいて、ＷＣの平均粒度が１μｍ以下であることを特徴
とする超微粒子超硬合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3258985A JPS61194148A (ja) | 1985-02-22 | 1985-02-22 | 超微粒子超硬合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3258985A JPS61194148A (ja) | 1985-02-22 | 1985-02-22 | 超微粒子超硬合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61194148A true JPS61194148A (ja) | 1986-08-28 |
Family
ID=12363049
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3258985A Pending JPS61194148A (ja) | 1985-02-22 | 1985-02-22 | 超微粒子超硬合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61194148A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2676673A1 (fr) * | 1991-05-23 | 1992-11-27 | Eurotungstene Poudres | Utilisation, dans la preparation de carbures cementes a liant cobalt, de poudres de cobalt a grains spheriques non agglomeres. |
| US5441693A (en) * | 1991-04-10 | 1995-08-15 | Sandvik Ab | Method of making cemented carbide articles and the resulting articles |
| US6336951B1 (en) | 1998-02-20 | 2002-01-08 | Seco Tools Ab | Method of making submicron cemented carbide cutting tool inserts |
| US6413293B1 (en) | 1997-09-05 | 2002-07-02 | Sandvik Ab | Method of making ultrafine wc-co alloys |
| JP2007069227A (ja) * | 2005-09-06 | 2007-03-22 | Mitsubishi Materials Corp | 肉盛用溶接材及びこれを用いて硬装した掘削工具並びに摩耗防止用プレート |
-
1985
- 1985-02-22 JP JP3258985A patent/JPS61194148A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5441693A (en) * | 1991-04-10 | 1995-08-15 | Sandvik Ab | Method of making cemented carbide articles and the resulting articles |
| US5619000A (en) * | 1991-04-10 | 1997-04-08 | Sandvik Ab | Method of making cemented carbide articles and the resulting articles |
| FR2676673A1 (fr) * | 1991-05-23 | 1992-11-27 | Eurotungstene Poudres | Utilisation, dans la preparation de carbures cementes a liant cobalt, de poudres de cobalt a grains spheriques non agglomeres. |
| US6413293B1 (en) | 1997-09-05 | 2002-07-02 | Sandvik Ab | Method of making ultrafine wc-co alloys |
| US6336951B1 (en) | 1998-02-20 | 2002-01-08 | Seco Tools Ab | Method of making submicron cemented carbide cutting tool inserts |
| JP2007069227A (ja) * | 2005-09-06 | 2007-03-22 | Mitsubishi Materials Corp | 肉盛用溶接材及びこれを用いて硬装した掘削工具並びに摩耗防止用プレート |
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