JPS61266550A - 強靭性焼結硬質合金 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、焼結硬質合金の改良に関するもので、さらに
詳細には、焼結硬質合金の耐摩耗性、耐塑性変形性、耐
熱亀裂性および破壊靭性など、を向上させ塑性加工工具
や断続旋削またはフッイス切削などの重切削用の切削工
具に適するように改善したものである。

〔従来技術〕

従来、材料粉末に微細径のものを用い、かつ窒化チタン
など窒化物の添加またはモリブデンあるいはタンタルを
添加して粒成長を抑制させ、合金組織の大部分を１μｍ
程度の微細組織とさせた焼結硬質合金チップがｗｅ糸超
超硬合金チップ比べて耐摩耗性がすぐれているとして広
く用いられていることは周知である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、前記した焼結硬質合金は上記したよう＃ｃＶＣ
系超硬合金に比べて耐摩耗性にすぐれる反面、熱亀裂を
伴う耐欠損性が低下して前々記したように塑性加工工具
や重切削用の工具として用いるためには問題を有するも
のである。

すなわち、焼結硬質合金の大部分を１μｍ程度の微細組
織としたものにおいては該合金組織中の平均結合相厚み
が小さいために熱拡散面積が減少すると共に該合金自体
の硬度が上昇する傾向になり熱伝導性および破壊靭性が
低化し、これによって該合金に熱亀裂が発生し易い状態
となる。また熱亀裂が生じると、これが伝播して耐欠損
性が低下するものと推察される。

〔発明の目的〕

本発明は、上記した問題点Ｉ’ｍ鑑みなしたもので、す
ぐれた耐摩耗性と耐塑性変形性および耐熱亀裂性と高い
破壊靭性を有し、耐摩耗性を要求する高速旋削や高い破
壊靭性と耐熱亀裂性が要求される断続旋削またはフッイ
ス切削などの重切削用チップとして、さらにロールやダ
イスなどの塑性加工用工具として使用した場合にすぐれ
た性能を発揮する焼結硬質合金を得ることを目的とする
ものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、前記した問題点に対し、下記する構成によっ
てその問題点を解決したものである。

すなわち、硬質相と鉄族金属の結合相からなる焼結硬質
合金において、該硬質相はＴｉの炭化物、窒化物、炭窒
化物からなり、カ瓢っ所望によりＷ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｏｒ
、Ｚｒ、Ｖ、Ｈｆの炭化物。

窒化物、炭窒化物の１種または２種以上を含有したもの
からなりて、しかも該合金中に該硬質相を６ｔｙ　−９
５ｗｔ％有せしめ、残部をＣｊｏ　、　Ｎｉ、Ｆθなど
の鉄族金属とし、前記硬質相の粒径が２．０〜５．０μ
ｍで、そして該粒が合金組織中に体積比で１０〜６０％
存在している強靭性焼結硬質合金である。

〔発明の作用〕

本発明は、焼結硬質合金中のチタンなど２．。

５．０μｍの硬質相を体積比で１０〜６ｏ＜存在させた
ことによって、この合金の組織中の結合相厚みが大きく
なり、これによって熱拡散面積が増加すると共に該合金
自体の硬度が低下して亀裂伝播に対する抵抗が増す傾向
になる。

したがって熱伝導性および破壊靭性が向上し、該合金に
熱亀裂の発生および伝播を遅滞させることができて耐欠
損性が大きく向上する。その結果として断続旋削または
フッイス切削などの重切削用チップとして、さらにロー
ルやダイスなどの塑性加工用工具としてすぐれた性能を
発揮する焼結硬質合金となる。

なお、この焼結硬質合金中に体積で１０〜６０％存在す
る硬質相の粒が２．０μｍを下回ると前々記したように
合金組織中の結合相厚みが小さくなり、熱拡散面積が減
少すると共に該合金の硬度が上昇傾向となり熱伝導性や
破壊靭性が低下して熱亀裂が発生し易くなり、かつ耐欠
損性が低下する。

また、これが５．０μｍを上回る粒が合金組織中に存在
すると粒内破壊が起り易くなり耐衝撃性が低下するので
好ましくない。そして前記焼結合命中に２．０〜５．０
μｍの硬質相の存在が体積比で１０鴫を下回ると以上述
べてきたような効果が得られないし、６０％を越えると
、この合金の耐衝撃性などの特性値がいちじるしく低下
するので好ましくない。

〔実施例〕

以下、実施例を述べる。

原料粉末として布板するＴ２Ｏ粉（−１００す）、Ｔｉ
Ｎ粉（−１２５中）、ＴｉＧＮ粉（−１００す）および
ＶＣ，Ｍｏ２Ｃ，ＴａＣ，ＴａＮ、ＺｒＮ。

Ｎ１）Ｃ，Ｎ１）Ｎ、Ｇｏ、Ｎｉなどの粉末を表１の１
に示す組成に秤量配合し、これを湿式ボールミ／Ｌ’に
て７２〜９６時間程度混合して、乾燥後、１〜２　ｔｏ
ｎ／ｄの圧力にてプレス成形し、１０−２ｗｔＨＰの真
空中で１う６０〜ｌ　ｕ　ＯＯ℃Ｘ　９０　ｍｉ、ｎで
焼結して本発明による焼結硬質合金を得た。

また、比較のために本発明による該合金の範囲外にある
合金もつくった。（表１の２）これらについて、まず硬
度および破壊靭性などを測定し、切削試験用のスローア
ウェイチップを製作して次の条件を与えてその性能をテ
ストした。

試験Ｌ　連続旋削による耐摩耗性試験 被削材＝Ｓ５５（！、切削速度＝ｌ　５０　Ｔｎ７’ｖ
ｉａ切込み＝　２．０　ｍ、送り＝α２　ｍ／ｒｅｖ切
削時間＝１５膳 試験乙　断続旋削による耐欠損性試験 被削材＝、＝ｓａＭ＋５ｕ５（外周の４箇所に溝を設け
た） 切削速度＝　１２０　ｍ／ｓｉｔ　、　　切込み＝２．
５１１１送りはα０５　ｍ／ｒｅｖから衝撃回数１００
回毎にα０５　ｗｍｌｒｅｖずつ増していくやり方で、
これをテスト品が欠損するまであげていった。

以上の結果については本発明による該合金および比較の
ための合金のいずれものデータを表１の１と表１の２に
示した。

〔発明の効果〕

以上の試験結果１こよりて明らかなように本発明による
焼結硬質合金のＬ２と比較のための焼結合金Ａ、または
本発明による該合金３．１１．５．　＆と比較合金Ｃ，
Ｄのように同一組成のもので比較すると本発明による該
合金は耐欠損性および耐摩耗性にすぐれていることが判
る。また他の組成の試料においても同様の効果であった
。

なお、熱伝導性を試験した結果、例えば本発明による試
料５がα８２　ｃａｂｌｏｎ、　Ｓｅｃ、　ｄｅｔを確
認したのに対し、比較試料Ｂはα６５　ｃａＪ／Ｃｍ−
ＳｅＣ。

ｅＬｅｆの値であった。

このことは前述してきたように本発明によると平均結合
相厚みが大きくなり、これによって熱拡散面積が増加し
て合金の熱伝導性を良好にし、かつ合金自体の硬度を上
昇させない。したがって破壊靭性の低下と熱亀裂の発生
を防止して耐欠損性を向上させたものと推察される。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）硬質相と鉄族金属の結合相からなる焼結硬質合金
   において、該硬質相はＴｉの炭化物、窒化物、炭窒化物
   からなり、かつ所望によりＷ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｚｒ
   、Ｖ、Ｈｆの炭化物、窒化物、炭窒化物の１種または２
   種以上を含有したものからなつて、しかも該合金中に該
   硬質相を６５〜９５ｗｔ％有せしめ、残部をＣｏ、Ｎｉ
   、Ｆｅなどの鉄族金属とし、前記硬質相の粒径が２．０
   〜５．０μｍで、そして該粒が合金組織中に体積比で１
   ０〜６０％存在していることを特徴とする強靭性焼結硬
   質合金。