JPS62170439A - 硬質焼結合金の製造法 - Google Patents
硬質焼結合金の製造法Info
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- JPS62170439A JPS62170439A JP61013531A JP1353186A JPS62170439A JP S62170439 A JPS62170439 A JP S62170439A JP 61013531 A JP61013531 A JP 61013531A JP 1353186 A JP1353186 A JP 1353186A JP S62170439 A JPS62170439 A JP S62170439A
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- hard sintered
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Landscapes
- Powder Metallurgy (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】
イ１発明の目的
Ｔａ）産業上の利用分野
切削工具、耐摩部品、高温耐熱部品等に使用される超硬
合金、サーメット、セラミックス等の硬質焼結合金の製
造法、特に焼結方法に関する改良である。
合金、サーメット、セラミックス等の硬質焼結合金の製
造法、特に焼結方法に関する改良である。
偽）従来の技術
周期律表ＩＶａ、Ｖａ、ＶＩａ族金属のＷ、Ｔｉ、Ｔａ
、Ｍｏ等の炭化物、窒化物、炭窒化物を主成分とし、Ｆ
ｅ、Ｎ。
、Ｍｏ等の炭化物、窒化物、炭窒化物を主成分とし、Ｆ
ｅ、Ｎ。
Ｇｏ等を結合相とする超硬合金、サーメットや、Ｍ２ｏ
。
。
Ｚｒ０ｚ＋ＳｉＣ，５ｉｓＮ、を主成分とじ助剤と称す
るＹＪ：＋。
るＹＪ：＋。
ＭｇＯ，ＳｉＯ□等の結合相を含むセラミックスの製造
法は、原料粉末を混合、成型用バインダーを添加混合し
たのちプレス成型し、脱バインダー処理、焼結という工
程で製造するのが普通である。
法は、原料粉末を混合、成型用バインダーを添加混合し
たのちプレス成型し、脱バインダー処理、焼結という工
程で製造するのが普通である。
しかしながら、いずれの材料でも最近は緻密化、無気孔
化のため更に加圧焼結として熱間静水圧プレス（以下Ｈ
ＩＰと称す）を施すことが多くなっている。即ち、焼結
しても残存している空隙欠陥（空孔）を高圧で消失せし
めることによって各種の特性を改善しようとする試みで
ある。
化のため更に加圧焼結として熱間静水圧プレス（以下Ｈ
ＩＰと称す）を施すことが多くなっている。即ち、焼結
しても残存している空隙欠陥（空孔）を高圧で消失せし
めることによって各種の特性を改善しようとする試みで
ある。
この場合、焼結（温度は１３００〜２０００℃が多い）
とＨＩＰとは別の装置を用いて行うことが多く、一部焼
結とＨＩ Ｐとを同一の炉で行うことが試みられている
。
とＨＩＰとは別の装置を用いて行うことが多く、一部焼
結とＨＩ Ｐとを同一の炉で行うことが試みられている
。
この場合、これら高温焼結、ＨＩＰはいずれも焼結温度
に所定時間維持したのちは自然冷却したのち炉内から被
焼結物を取り出すのが普通であり、可成りの長時間（１
０時間以上）を要するものである。
に所定時間維持したのちは自然冷却したのち炉内から被
焼結物を取り出すのが普通であり、可成りの長時間（１
０時間以上）を要するものである。
発明者は、上述の各種の硬質合金についてＨＩＰ処理を
試みたが必ずしも所期の特性改善が得られないことに注
目した。
試みたが必ずしも所期の特性改善が得られないことに注
目した。
ｔｅ１発明が解決しようとする問題点
ＨＩＰによって空孔消失の効果は達せられ、空孔のため
の特性改善はできるが、かなりの高温で処理するため、
粒成長がし易くこのため硬度、抗折力、耐摩耗性、靭性
等の特性が低下する問題がある。これは結合相自体又は
硬質相との反応による液相がその高温処理中に発生して
おり、溶解、析出をくり返し金属組織的特性が劣化する
ためと思われる。
の特性改善はできるが、かなりの高温で処理するため、
粒成長がし易くこのため硬度、抗折力、耐摩耗性、靭性
等の特性が低下する問題がある。これは結合相自体又は
硬質相との反応による液相がその高温処理中に発生して
おり、溶解、析出をくり返し金属組織的特性が劣化する
ためと思われる。
又、他の問題は、不純物の偏析による不均質組織、欠陥
組織を生じ易いことである。
組織を生じ易いことである。
更に冷却時間が長いために、雰囲気コントロールに使用
しているへｒ＋Ｎｚ＋Ｈｅ等のガス中の不純物が被焼結
物の表面部に付着、反応して表面に変質層を形成し易い
ということも問題である。
しているへｒ＋Ｎｚ＋Ｈｅ等のガス中の不純物が被焼結
物の表面部に付着、反応して表面に変質層を形成し易い
ということも問題である。
本発明はＨＩＰによる空孔消失の効果だけでなく、上記
の金属Ｍｉ襟的欠陥を除き物性的改善を更に高めること
を目的とする。
の金属Ｍｉ襟的欠陥を除き物性的改善を更に高めること
を目的とする。
口１発明の構成
ｉｄ１問題点を解決するための手段
上記の問題点を解決するため、ＨＩＰ処理完了後、ＨＩ
Ｐの加熱室の周囲の断熱部を開放し加熱室の輻射熱を放
出するか、又は被焼結物を熱容量の少い位置に移動する
ことによって高温被焼結物を急冷することを見出した。
Ｐの加熱室の周囲の断熱部を開放し加熱室の輻射熱を放
出するか、又は被焼結物を熱容量の少い位置に移動する
ことによって高温被焼結物を急冷することを見出した。
第１図は本発明における加熱、冷却過程を示す図で横軸
は時間、縦軸は温度を示す。
は時間、縦軸は温度を示す。
被焼結物は同一炉内で、１０００℃＜ｒＬ＜？ｆＬ相生
酸生成温度Ｔｓ 、ＴＭ 、（Ｔｓは焼結温度ＴＨはＨ
Ｉ Ｐ温度）と加熱され（この過程で脱バインダー処理
がされることがある。）Ｓで通常の焼結が行われ、引継
いてＨで加圧（数ｌＯ〜数千気圧）され、いわゆるＨ
Ｉ Ｐ処理される。
酸生成温度Ｔｓ 、ＴＭ 、（Ｔｓは焼結温度ＴＨはＨ
Ｉ Ｐ温度）と加熱され（この過程で脱バインダー処理
がされることがある。）Ｓで通常の焼結が行われ、引継
いてＨで加圧（数ｌＯ〜数千気圧）され、いわゆるＨ
Ｉ Ｐ処理される。
従来の方法ではこの後、点線で示されるように徐冷され
るが、本発明では前述の如き方法によって急冷され、１
０００°Ｃになる迄の時間ＨＣ３を特に急冷することが
特徴である。従来の焼結における焼結完了から１０００
℃までの冷却時間をＨ６１，従来のＨｒＰ完了から１０
００℃までの冷却時間をＨＣＺとすれば、通常ＨＣ１く
ＨＣＺであり、このために発生する金属組熾的な問題を
解消するためにＨＣ３≦ＭＣＩとし、ＨＣＩ≦ （Ｔ−
、Ｔｓ −１０００） ／２０ （分）好ましくは（Ｔ
１１．ｓ １０００） ／３０とすることが有効であ
ることがわかった。
るが、本発明では前述の如き方法によって急冷され、１
０００°Ｃになる迄の時間ＨＣ３を特に急冷することが
特徴である。従来の焼結における焼結完了から１０００
℃までの冷却時間をＨ６１，従来のＨｒＰ完了から１０
００℃までの冷却時間をＨＣＺとすれば、通常ＨＣ１く
ＨＣＺであり、このために発生する金属組熾的な問題を
解消するためにＨＣ３≦ＭＣＩとし、ＨＣＩ≦ （Ｔ−
、Ｔｓ −１０００） ／２０ （分）好ましくは（Ｔ
１１．ｓ １０００） ／３０とすることが有効であ
ることがわかった。
（８１作用
上記において、１０００℃までの間を特に急冷する理由
は、この温度以下では硬質相と結合相との間での溶解、
析出、雰囲気ガスとの反応等は生じず、冷却速度の変化
によって金属組繊的変化は起こらないからである。即ち
、焼結温度、Ｔｓ、ＨＩ Ｐ温度Ｔ□と１０００℃の間
に液相生成（ＴＬ ）や液相が発生しないまでも、成分
中の元素の拡散、組織の流動、変化が最も活発に行われ
るのであり、この温度範囲の冷却をコントロールするこ
とが大切である。
は、この温度以下では硬質相と結合相との間での溶解、
析出、雰囲気ガスとの反応等は生じず、冷却速度の変化
によって金属組繊的変化は起こらないからである。即ち
、焼結温度、Ｔｓ、ＨＩ Ｐ温度Ｔ□と１０００℃の間
に液相生成（ＴＬ ）や液相が発生しないまでも、成分
中の元素の拡散、組織の流動、変化が最も活発に行われ
るのであり、この温度範囲の冷却をコントロールするこ
とが大切である。
実施例
代表的な超硬合金、サーメット、セラミックスについて
従来のＨＩＰ処理と本発明によるＨＩＰ処理を行ったも
のについて合金の特性、金属Ｍｉ織織度変化調べた結果
第１表の通りであった。
従来のＨＩＰ処理と本発明によるＨＩＰ処理を行ったも
のについて合金の特性、金属Ｍｉ織織度変化調べた結果
第１表の通りであった。
ｉｆ）発明の効果
本発明の方法によれば、超硬合金の場合は含有炭素量が
増加してもＷＣの粒成長が抑制され、微粒のま＼で得ら
れるために靭性が向上する。
増加してもＷＣの粒成長が抑制され、微粒のま＼で得ら
れるために靭性が向上する。
又、第２図に示す如〈従来の方法では空孔（ｊｉｌ）に
よる欠陥率は減少するが粒成長等による組織欠陥率が増
大して空孔消失の特性改善が意味のないものになる場合
があったが、本発明の方法では組織的欠陥率は低く抑え
られる為に総合的な特性改善を行うことが可能となった
。
よる欠陥率は減少するが粒成長等による組織欠陥率が増
大して空孔消失の特性改善が意味のないものになる場合
があったが、本発明の方法では組織的欠陥率は低く抑え
られる為に総合的な特性改善を行うことが可能となった
。
又、セラミックスの場合でもガス中の不純物との反応が
減少し、組成の均一性も保たれるために靭性低下を防止
することができる。
減少し、組成の均一性も保たれるために靭性低下を防止
することができる。
又、更に工程的には焼結とＨＩＰと連続して行うために
工数節減、省エネルギー的にも従来の方法に較べて効果
的である。
工数節減、省エネルギー的にも従来の方法に較べて効果
的である。
第１図は本発明の方法と従来の方法との比較説明するた
めの加熱冷却過程を示す図であり、第２図は本発明によ
る効果を定性的に示す図である。
めの加熱冷却過程を示す図であり、第２図は本発明によ
る効果を定性的に示す図である。
Claims (2)
- （１）周期律表IVａ、Ｖａ、VIａ族金属の炭化物、窒化
物、炭窒化物、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、
窒化珪素及び炭化珪素からなる群から選ばれた１種又は
２種以上の硬質相を主成分としてこれと結合相とからな
る硬質焼結合金の製造において、最終工程で熱間静水圧
プレスによって焼結と加圧焼結とを連続して行い、加圧
焼結後急冷することを特徴とする硬質焼結合金の製造法
。 - （２）特許請求の範囲第１項記載の製造法において、液
相生成温度又は成分元素の拡散最大の温度から１０００
℃迄を２０℃／ｍｉｎ以上で急冷することを特徴とする
硬質焼結合金の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61013531A JPS62170439A (ja) | 1986-01-23 | 1986-01-23 | 硬質焼結合金の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61013531A JPS62170439A (ja) | 1986-01-23 | 1986-01-23 | 硬質焼結合金の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62170439A true JPS62170439A (ja) | 1987-07-27 |
| JPH0440415B2 JPH0440415B2 (ja) | 1992-07-02 |
Family
ID=11835742
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61013531A Granted JPS62170439A (ja) | 1986-01-23 | 1986-01-23 | 硬質焼結合金の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62170439A (ja) |
-
1986
- 1986-01-23 JP JP61013531A patent/JPS62170439A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0440415B2 (ja) | 1992-07-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |