JPS6119756A - 焼結高速度綱の製造方法 - Google Patents
焼結高速度綱の製造方法Info
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- JPS6119756A JPS6119756A JP59139445A JP13944584A JPS6119756A JP S6119756 A JPS6119756 A JP S6119756A JP 59139445 A JP59139445 A JP 59139445A JP 13944584 A JP13944584 A JP 13944584A JP S6119756 A JPS6119756 A JP S6119756A
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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
発明の目的
【産業上の利用分野1
本発明は、粉末冶金法による高速度鋼の製造方法にII
lする。 【従来の技術】 高速度鋼゛の製造は、近年、溶解法だけでな(粉末冶金
法によっても行なわれるようになり−1すぐれた特性を
もった製品が出現しつつある。 粉末冶金法の特徴は、
まず、がなり任意の組成が可能であって、溶解法では炭
化物をつくりきれず遊離してしまうほど高い炭素量のも
のをつくる、いわゆる過飽和混合が可能なことであり、
高い硬度が実現する。 次に、偏析が少く、炭化物粒子
がきわめて微細であるから、靭性を高くすることができ
る。 従来、粒子分散高速度鋼を粉末冶金法で製造する技術と
しては、まず所定の組成の高速度鋼合金の粉末と炭化物
、窒化物を主成分とする硬質粒子の粉末午を用意し、こ
れらをボールミルなどの手段で混合したのち、HIPな
どの手法で焼結固化させ、熱処理および加工を施す工程
による。 しかし上記の゛方法において使用する硬質粒♀の粒径が
一般に数μであるのに対し、高速度鋼粉末の粒径は10
0μ程度であるため、両者を混合すると、硬質粒子が高
速度鋼粉末相互の間に入り込んだ形の混合物ができ、高
速度鋼粉末間の接触面積が減少して焼結強度が低下する
という問題があり、靭性の向上に制約を加えていた。
高速度鋼粉末はボールミルで長時間混合してもほとんど
変形せず、一部が割れる程度であるため、硬質パi子と
の粒径の差は小さくならない。 もし、高速度鋼粉末を
硬質粒子の粒径程度まで微粉砕しようとすれば、多大な
エネルギーを必要とし、また微粉化とともに粒子の表面
積が増大して、表面酸化による汚染という別の問題が生
じてくる。
lする。 【従来の技術】 高速度鋼゛の製造は、近年、溶解法だけでな(粉末冶金
法によっても行なわれるようになり−1すぐれた特性を
もった製品が出現しつつある。 粉末冶金法の特徴は、
まず、がなり任意の組成が可能であって、溶解法では炭
化物をつくりきれず遊離してしまうほど高い炭素量のも
のをつくる、いわゆる過飽和混合が可能なことであり、
高い硬度が実現する。 次に、偏析が少く、炭化物粒子
がきわめて微細であるから、靭性を高くすることができ
る。 従来、粒子分散高速度鋼を粉末冶金法で製造する技術と
しては、まず所定の組成の高速度鋼合金の粉末と炭化物
、窒化物を主成分とする硬質粒子の粉末午を用意し、こ
れらをボールミルなどの手段で混合したのち、HIPな
どの手法で焼結固化させ、熱処理および加工を施す工程
による。 しかし上記の゛方法において使用する硬質粒♀の粒径が
一般に数μであるのに対し、高速度鋼粉末の粒径は10
0μ程度であるため、両者を混合すると、硬質粒子が高
速度鋼粉末相互の間に入り込んだ形の混合物ができ、高
速度鋼粉末間の接触面積が減少して焼結強度が低下する
という問題があり、靭性の向上に制約を加えていた。
高速度鋼粉末はボールミルで長時間混合してもほとんど
変形せず、一部が割れる程度であるため、硬質パi子と
の粒径の差は小さくならない。 もし、高速度鋼粉末を
硬質粒子の粒径程度まで微粉砕しようとすれば、多大な
エネルギーを必要とし、また微粉化とともに粒子の表面
積が増大して、表面酸化による汚染という別の問題が生
じてくる。
上記の目的を達成する本発明の製造方法は、最終製品と
なる高速度鋼を構成する成分を軟質成分と硬質成分とに
分けて混合することにより、軟質成分の粒子を変形させ
てその内部に微細な硬質成分の粒子をとり込んだ二次粒
子を形成させ、それを焼結することにより、均質な分散
と高度の焼結とを両立させるという技術思想にもとづい
ている。 すなわち本発明の焼結高速度鋼の製造方法は、高速度鋼
を構成づる成分を下記の成分に分けて用意し、 (イ) Or、MOlWおよびVかうえらんだ炭化物
形元素の1種または2種以上の炭化物の粉末 (ロ) 軟質の鉄および(または)(イ)に示した元素
を含有する合金網の粉末 (ハ) !112酸およびさらに炭化物の形成を行な
う場合に必要な量の炭素の粉末 これらの粉末をボールミルなどの手段で混合して(ロ)
成分に対して(イ)および(ハ)成分を機械的に結合さ
せ、水素ガスなどの還元性ガスの雰囲気中、真空中また
は不活性ガス雰囲気中で、水素および(または)炭素に
より脱酸処理をした後、焼結固化することを特徴とする
。
なる高速度鋼を構成する成分を軟質成分と硬質成分とに
分けて混合することにより、軟質成分の粒子を変形させ
てその内部に微細な硬質成分の粒子をとり込んだ二次粒
子を形成させ、それを焼結することにより、均質な分散
と高度の焼結とを両立させるという技術思想にもとづい
ている。 すなわち本発明の焼結高速度鋼の製造方法は、高速度鋼
を構成づる成分を下記の成分に分けて用意し、 (イ) Or、MOlWおよびVかうえらんだ炭化物
形元素の1種または2種以上の炭化物の粉末 (ロ) 軟質の鉄および(または)(イ)に示した元素
を含有する合金網の粉末 (ハ) !112酸およびさらに炭化物の形成を行な
う場合に必要な量の炭素の粉末 これらの粉末をボールミルなどの手段で混合して(ロ)
成分に対して(イ)および(ハ)成分を機械的に結合さ
せ、水素ガスなどの還元性ガスの雰囲気中、真空中また
は不活性ガス雰囲気中で、水素および(または)炭素に
より脱酸処理をした後、焼結固化することを特徴とする
。
上記粉末諸成分のボールミル混合により、口)の軟質の
鉄または低合金鋼の粉末は、粒子が押しつぶされ伸長し
、その表面に微細なイ)の硬質な炭化物粒子およびハ)
の炭素の粒子がくい込んだ形で付着し、折れ曲がり、さ
らにいく重にも折れ曲がり、あるいは重ね合わされて硬
質粒子が軟質粒子の内部にとり込まれていく。 これが
、機械的結合の意味である。 このようにして、炭化物などの硬質粒子が均質に分散し
、焼結性のよい混合物が得られる。 [実施態様] 炭化物形成元素Cr 、Mo 、WおよびVは、すベ(
炭化物の形で加えてもよいし、一部は金属または鉄合金
の形で加えC1同時に添加する炭素により炭化物どし“
Cもよい。 1?Z貿粒子としては、添加する炭化物および生成する
炭化物のほかに、窒化物(たとえばTi N>やホウ化
物〈たとえばTi B2)を加えてもよい。 使用覆る。ボールミルとしては、上の説明から理解され
るように、遊星ボールミル、アトライター等の高エネル
ギーボールミルが好適である。 (実施例および比較例1 SKH56相当材お相当量れに追加の硬質粒子を加えた
ものを、下記の諸方法で製造した。 A〜Cは比較例、
D〜Gが本発明の実施例である。 (△) 溶解法による方法 (S K H56の標準組成は、つぎのとおりである。 C:0.85%、Si:0.2%、1yln0.2%
、Or:4.1%、Mo:5.5%。 W:6.0%、V:2.0%、Co :8.O)(C3
) 従来の粉末冶金技術による方法・・・すなわち(
△)で溶製したものをガス噴霧して得た粉末を、HIP
法により焼結した。 (C) 上記(B)のガス噴霧粉にTiNを3゜3%
添加して、やはりHIP法により焼結した。 (D) 本発明に従って、下記の臀分の粉末を高エネル
ギーボールミルで混合し、機械的に結合させ、 (イ) Cr3G2:2.8%、MoC:3゜7%、
WC+3.’8%、VC:、5%(粒径はいずれも5μ
以下) (0) Cr :l、7%、Mo:2.2%、W:2
.4%、V:0.79%、Co:8%、Fe:残部 (ハ) C:0.91% 真空中で加熱して炭素脱酸を行なわせ、HIP法で焼結
した。 (E) 上記(D)の粉末に、TiN:3.3%を追
加して、同様に混合、脱酸および焼結した。 (F) 本発明に従い、下記の成分の粉末を混合し、
脱酸、焼結した。 (イ) Cr 3G2:2.8%、MoC:3゜7%
、WC:3.8%、VC:、.5%、TiN:3%(粒
径はいずれも4μ以下)(ロ) 12Cr−Fe :
14.2%、12Mo −Fe :18.3%、12W
−Fe:20.0%、8V−Fe :9.9%、CO:
8%、 Fe :残部 (ハ)、C:0.9% (G) 上記F)の粉末に、TiB2:、0%を追加
して、同様に脱酸および焼結した。 上記のA−Gの名調から、−片が10+nmの立方体の
試験片、および3 、5mmx 5 、5mmx 4
Qmmの棒状の試験片を切り出して、ともに、1190
℃に3分間加熱後油冷し、さらに560℃に1時間加熱
後空冷を3回くりかえす熱処理を行なつに0立方体の試
験片で硬度の測定およびミクロ組成の観察を行ない、棒
状の試験片を用いて抗折力を測定した。 測定結果は、
次のとおりである。 試料 硬度(HRC) 抗折;/>(Kgf/+n1
)A 66.3 325’B
67、i 391C69,81
57 D 67.2 415E
70.5 303F 70
.1 314G 70.9
309本発明の方法により製造した鋼は、
従来の溶製法および粉末冶金法に比較して硬度および抗
折力がすぐれている。 T t ’NやTi B2を添
加した場合は、硬度が高い。 、000倍および10.000倍に拡大してミクロ組織
を観察したところ、実施例では硬質粒子が均質に分散し
、焼結性も高いが、比較例では、硬質粒子がマトリクス
の粒子間に入り込み、偏在しており、焼結性を低くして
いることが認められた。 次に、各サンプルから、10.51+11FX 10゜
5mmx70mmの棒状体を切り出し、1190℃で3
分間加熱後油冷し、さらに560℃で1時間加熱後空冷
を3回くりかえす熱処理を施した後、10mmx 10
mmx 70mmの旋削用バイトに加工した。 このバイトを用い”C1次のような条件で連続切削およ
び断続切削試験を行ない、摩耗性を調べた。 く切削条件〉 (1) 次続切削 工具形状 0.6.6,6.O,0,5゜0.5 (R
) 送り 0.2←mm/ Rev) 切込み 1(mm) 切削速度 150 (m /min )被切削材 80
M42C)(焼きならし材)潤滑剤 水溶性 切削時間 3 mtn (2) 断続切削(突切り) 工具形状 3C)、0.3.7.o、o。 0.25 (R) 送り Oy 05 (n+n+/Rev)切込み
5(ms) 切削速度 60〜52 (n+ /min )被切削材
80M420(焼きならし材)潤滑剤 水溶性 切削回数 15回 その結果は次のとおりであった。 連続切削 試 料 すくい面摩耗 逃げ面摩耗 備 考A −
am −mm溶損 B O,330,31 CO,190,19 D O,200,30 E ’0.09 0.18 F O,,090,18 G O,09’ 0.19 断続切削 試 料 すくい面摩耗 逃げ面摩耗 備 考A 0
.32mm 0y33a+mB O,29’
0.29 C−チッピング D O,190,19 E O,0790,14 1′: 0.066 0.12G O,
0760,014 本発明の方法により製造した焼結高速度鋼の工具は、耐
デツピング性が良好で、すくい面および逃げ面ともに、
耐摩性が高かった。 発明の効果 本発明の方法によれば、硬質で耐摩耗性が高く、靭性、
耐熱性にすぐれた焼結高速度鋼を製造することができる
。
鉄または低合金鋼の粉末は、粒子が押しつぶされ伸長し
、その表面に微細なイ)の硬質な炭化物粒子およびハ)
の炭素の粒子がくい込んだ形で付着し、折れ曲がり、さ
らにいく重にも折れ曲がり、あるいは重ね合わされて硬
質粒子が軟質粒子の内部にとり込まれていく。 これが
、機械的結合の意味である。 このようにして、炭化物などの硬質粒子が均質に分散し
、焼結性のよい混合物が得られる。 [実施態様] 炭化物形成元素Cr 、Mo 、WおよびVは、すベ(
炭化物の形で加えてもよいし、一部は金属または鉄合金
の形で加えC1同時に添加する炭素により炭化物どし“
Cもよい。 1?Z貿粒子としては、添加する炭化物および生成する
炭化物のほかに、窒化物(たとえばTi N>やホウ化
物〈たとえばTi B2)を加えてもよい。 使用覆る。ボールミルとしては、上の説明から理解され
るように、遊星ボールミル、アトライター等の高エネル
ギーボールミルが好適である。 (実施例および比較例1 SKH56相当材お相当量れに追加の硬質粒子を加えた
ものを、下記の諸方法で製造した。 A〜Cは比較例、
D〜Gが本発明の実施例である。 (△) 溶解法による方法 (S K H56の標準組成は、つぎのとおりである。 C:0.85%、Si:0.2%、1yln0.2%
、Or:4.1%、Mo:5.5%。 W:6.0%、V:2.0%、Co :8.O)(C3
) 従来の粉末冶金技術による方法・・・すなわち(
△)で溶製したものをガス噴霧して得た粉末を、HIP
法により焼結した。 (C) 上記(B)のガス噴霧粉にTiNを3゜3%
添加して、やはりHIP法により焼結した。 (D) 本発明に従って、下記の臀分の粉末を高エネル
ギーボールミルで混合し、機械的に結合させ、 (イ) Cr3G2:2.8%、MoC:3゜7%、
WC+3.’8%、VC:、5%(粒径はいずれも5μ
以下) (0) Cr :l、7%、Mo:2.2%、W:2
.4%、V:0.79%、Co:8%、Fe:残部 (ハ) C:0.91% 真空中で加熱して炭素脱酸を行なわせ、HIP法で焼結
した。 (E) 上記(D)の粉末に、TiN:3.3%を追
加して、同様に混合、脱酸および焼結した。 (F) 本発明に従い、下記の成分の粉末を混合し、
脱酸、焼結した。 (イ) Cr 3G2:2.8%、MoC:3゜7%
、WC:3.8%、VC:、.5%、TiN:3%(粒
径はいずれも4μ以下)(ロ) 12Cr−Fe :
14.2%、12Mo −Fe :18.3%、12W
−Fe:20.0%、8V−Fe :9.9%、CO:
8%、 Fe :残部 (ハ)、C:0.9% (G) 上記F)の粉末に、TiB2:、0%を追加
して、同様に脱酸および焼結した。 上記のA−Gの名調から、−片が10+nmの立方体の
試験片、および3 、5mmx 5 、5mmx 4
Qmmの棒状の試験片を切り出して、ともに、1190
℃に3分間加熱後油冷し、さらに560℃に1時間加熱
後空冷を3回くりかえす熱処理を行なつに0立方体の試
験片で硬度の測定およびミクロ組成の観察を行ない、棒
状の試験片を用いて抗折力を測定した。 測定結果は、
次のとおりである。 試料 硬度(HRC) 抗折;/>(Kgf/+n1
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67、i 391C69,81
57 D 67.2 415E
70.5 303F 70
.1 314G 70.9
309本発明の方法により製造した鋼は、
従来の溶製法および粉末冶金法に比較して硬度および抗
折力がすぐれている。 T t ’NやTi B2を添
加した場合は、硬度が高い。 、000倍および10.000倍に拡大してミクロ組織
を観察したところ、実施例では硬質粒子が均質に分散し
、焼結性も高いが、比較例では、硬質粒子がマトリクス
の粒子間に入り込み、偏在しており、焼結性を低くして
いることが認められた。 次に、各サンプルから、10.51+11FX 10゜
5mmx70mmの棒状体を切り出し、1190℃で3
分間加熱後油冷し、さらに560℃で1時間加熱後空冷
を3回くりかえす熱処理を施した後、10mmx 10
mmx 70mmの旋削用バイトに加工した。 このバイトを用い”C1次のような条件で連続切削およ
び断続切削試験を行ない、摩耗性を調べた。 く切削条件〉 (1) 次続切削 工具形状 0.6.6,6.O,0,5゜0.5 (R
) 送り 0.2←mm/ Rev) 切込み 1(mm) 切削速度 150 (m /min )被切削材 80
M42C)(焼きならし材)潤滑剤 水溶性 切削時間 3 mtn (2) 断続切削(突切り) 工具形状 3C)、0.3.7.o、o。 0.25 (R) 送り Oy 05 (n+n+/Rev)切込み
5(ms) 切削速度 60〜52 (n+ /min )被切削材
80M420(焼きならし材)潤滑剤 水溶性 切削回数 15回 その結果は次のとおりであった。 連続切削 試 料 すくい面摩耗 逃げ面摩耗 備 考A −
am −mm溶損 B O,330,31 CO,190,19 D O,200,30 E ’0.09 0.18 F O,,090,18 G O,09’ 0.19 断続切削 試 料 すくい面摩耗 逃げ面摩耗 備 考A 0
.32mm 0y33a+mB O,29’
0.29 C−チッピング D O,190,19 E O,0790,14 1′: 0.066 0.12G O,
0760,014 本発明の方法により製造した焼結高速度鋼の工具は、耐
デツピング性が良好で、すくい面および逃げ面ともに、
耐摩性が高かった。 発明の効果 本発明の方法によれば、硬質で耐摩耗性が高く、靭性、
耐熱性にすぐれた焼結高速度鋼を製造することができる
。
Claims (6)
- (1)高速度鋼を構成する成分を下記の成分に分けて用
意し、 (イ)Cr、Mo、WおよびVからえらんだ炭化物形成
元素の1種または2種以上の炭化物の粉末 (ロ)軟質の鉄および(または)(イ)に示した元素を
含有する合金綱の粉末 (ハ)脱酸およびさらに炭化物の形成を行なう場合に必
要な量の炭素の粉末 これらの粉末を混合し、かつ(ロ)成分に対し(イ)お
よび(ハ)成分を機械的に結合させ、還元性雰囲気中、
真空中または不活性ガス雰囲気中で、水素および(また
は)炭素により脱酸処理をした後、焼結固化することを
特徴とする焼結高速度鋼の製造方法。 - (2)Cr、Mo、WおよびVからえらんだ炭化物形成
元素の1種または2種以上の金属の粉末をも混合して実
施する特許請求の範囲第1項に記載の製造方法。 - (3)炭化物の粉末が粒径5μ以下の微粒子であり、鉄
または合金鋼の粉末が粒径数十〜百数+μの粗な粒子で
ある特許請求の範囲第1項または第2項に記載の製造方
法。 - (4)硬質の窒化物およびホウ化物の1種または2種の
粉末も添加して実施する特許請求の範囲第1項または第
2項に記載の製造方法。 - (5)混合に用いるボールミルが、高エネルギーボール
ミルである特許請求の範囲第1項または第2項に記載の
製造方法。 - (6)焼結をHIP(熱間静水性プレス)法により実施
する特許請求の範囲第1項または第2項に記載の製造方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59139445A JPS6119756A (ja) | 1984-07-05 | 1984-07-05 | 焼結高速度綱の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59139445A JPS6119756A (ja) | 1984-07-05 | 1984-07-05 | 焼結高速度綱の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6119756A true JPS6119756A (ja) | 1986-01-28 |
Family
ID=15245367
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59139445A Pending JPS6119756A (ja) | 1984-07-05 | 1984-07-05 | 焼結高速度綱の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6119756A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03146751A (ja) * | 1989-10-31 | 1991-06-21 | Japan Vilene Co Ltd | 不織布 |
US5108491A (en) * | 1990-06-04 | 1992-04-28 | Nippon Seiko Kabushiki Kaisha | Rolling bearing composition |
JPH0885840A (ja) * | 1994-09-19 | 1996-04-02 | Hiroaki Kurishita | モリブデン合金及びその製造方法 |
WO2016208625A1 (ja) * | 2015-06-25 | 2016-12-29 | 株式会社クラレ | 易フィブリル化ポリビニルアルコール繊維およびその製造方法 |
-
1984
- 1984-07-05 JP JP59139445A patent/JPS6119756A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03146751A (ja) * | 1989-10-31 | 1991-06-21 | Japan Vilene Co Ltd | 不織布 |
US5108491A (en) * | 1990-06-04 | 1992-04-28 | Nippon Seiko Kabushiki Kaisha | Rolling bearing composition |
JPH0885840A (ja) * | 1994-09-19 | 1996-04-02 | Hiroaki Kurishita | モリブデン合金及びその製造方法 |
WO2016208625A1 (ja) * | 2015-06-25 | 2016-12-29 | 株式会社クラレ | 易フィブリル化ポリビニルアルコール繊維およびその製造方法 |
US11053610B2 (en) | 2015-06-25 | 2021-07-06 | Kuraray Co., Ltd. | Readily fibrillative polyvinyl alcohol fiber and method for manufacturing same |
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