JPS62238302A - 炭化タングステン基超硬合金の強靭化法 - Google Patents

炭化タングステン基超硬合金の強靭化法

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JPS62238302A
JPS62238302A JP61081898A JP8189886A JPS62238302A JP S62238302 A JPS62238302 A JP S62238302A JP 61081898 A JP61081898 A JP 61081898A JP 8189886 A JP8189886 A JP 8189886A JP S62238302 A JPS62238302 A JP S62238302A
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JP
Japan
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cemented carbide
alloy
wcc
plastic working
hot plastic
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JP61081898A
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Masashi Kainuma
海沼 正志
Fumio Shimada
嶋田 文男
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Mitsubishi Metal Corp
Original Assignee
Mitsubishi Metal Corp
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、切削工具、摩耗工具、鉱山工具。
金型、ダイス等の製造に広く用いられているWCC超超
硬合金強靱化法に関するものである。
〔従来の技術〕
従来、焼結により製造したWCC超超硬合金内部欠陥(
巣、ボア、ボイド等)を除去して靭性を向上させるには
、この焼結したWCC超超硬合金対して、I(IPfi
理が施されていた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところが、上記WCC超超硬合金対する焼結後のHIP
処理は、上記内部欠陥(巣、ボア、ボイド等)を除去す
るものの、結合相リッチのパイングーブールと称するも
のを形成し、かかるパイングーブールは、割れ、チッピ
ング等の発生起点となっており、必ずしも最良の強靱化
法とは言えず、また、f(I P装置は、高価であるば
かりでなく。
高圧容器を必要とするために、その取扱いおよび保守に
は多大の労力を必要としていた。
〔問題点を解決するための手段〕
そこで、本発明者らは、上述のような観点から、内部欠
陥(巣、ボア、ボイド等)を一層簡単な手段で除去し、
もってWCC超超硬合金強靭化をはかるべく研究を行な
った結果、 (1) WCC超超硬合金焼結体または焼結中のWCC
超超硬合金、900〜1500℃の高@(好ましくは、
tooo℃〜1450℃)で熱間塑性加工を加えると、
WCC超超硬合金内部生じfWc粒子などの硬質粒子の
凝集体が分解され、結合相リッチの部分が均一に分断さ
れ、さらに、内部欠陥(巣、ボア、?イド等)が結合相
のみで充填されたバインダープールを形成せずに消滅で
きること、(2)上記熱間塑性加工を行ないつつ、ある
いは、熱間圧縮加工金施した直後に急冷することにより
、さらに一層の特性向上がはかれること、以」=<1)
および(2)に示される知見を得たのである。
この発明は、かかる知見にもとづいてなされたものでろ
って、上記加熱温度f:900℃〜1500°Cに限定
した理由は次の通りである。すなわち、加熱温度が90
0℃未満では、塑性加工が困難であり、一方加熱温度が
1500℃を越えると、WCC超超硬合金おけるバイン
ダー融液量が多くなって、バインダープールが形成され
るようになることから、加熱温度を900−1500℃
と足めた。
また上記の加熱WCC超超硬合金対す′る塑性加工手段
としては、一般の加工手段、例えば、引抜き、圧延、鍛
造、スエーノヤー、単純引張り、単純圧縮等の手段音用
いることができる。さらに上記の熱間塑性加工を行なう
雰囲気は、真空または不活性ガス中が好ましいが、加熱
時間全短縮できるような抵抗加熱または誘導加熱等の加
熱手段を利用すれば、製品によっては大気中でも可能で
ある。
〔実施例および効果の確認〕
つぎに、この発明の′y5′法を実施例により具体的に
説明する。
実施例 1 原料粉末として、平均粒径:3.8μmを有するWC粉
末と同1.5μm117)co粉末を用い、これら原料
粉末’e N を比で75/2sの割合に配合し、有機
溶剤を加えて通常のアトライターで混合し、乾燥した後
、圧粉体にプレス成形し、ついでこの圧粉体を温度: 
1350℃に30分間保持の条件で焼結して一辺が20
flの立方体形状のWCC超超硬合金製造したう つき゛に、この結果得られ7’lVC基超硬合全超硬高
周波加熱炉を用いて1000℃に加熱し、この加熱状態
で、5towの荷重を加えて圧縮率:2%の熱間圧縮加
工前施し、放冷することによって本発明法を実施した。
この熱間圧縮加工を施したWCC超超硬合金組織を観察
したところ、熱間圧縮加工前に見られたボアが完全に消
滅しており、かつH1F処理では、その形成が避けられ
ないCo リッチのバインダープールの形成も全く見ら
れなかった。
実施例 2 原料粉末として、平均粒径:2.5μmのWC粉末、同
1.5μmのCo粉末、同2μmのNi粉末、および同
2.5μmのCr粉末を用意し、これら原料粉末を1重
量%で、WC:88%、 Co : :3%、Niニア
X。
Cr : 2%の割合に配合し、溶剤を加えて、通常の
アトライターで混合し、乾燥した後、圧粉体にプレス成
形し、ついでこの圧粉体を温度: 1350℃。
に30分間保持の条件で焼結することにより、外径:5
0h*X内面最小径:8LIX高さ:40uの寸法を有
し、かつリベット成型金型として用いられるリング状の
WC基超硬合金f:製造した。
ついで、このリング状のWCC超超硬合金対して、高周
波加熱炉で1450″G K加熱した状態で、圧カニ1
.5towで上下面から熱間圧縮加工を3.5%の圧扁
率で施し、放冷することにより本発明法を実施し念。
この結果得られたWCC超超硬合金組mを観察し念とこ
ろ、ボアおよびパイングーグールハ全く存在せず、さら
にこれを845C(炭素鋼)のすペット成型に用いたと
ころ、11000シヨツトの成形をすることができた。
一方、熱間圧縮加工を施さないWCC超超硬合金、80
00シヨツトで使用寿命に至り、また上記の熱間圧縮加
工を施したWCC超超硬合金180Q!/−の抗折力を
示したのに対して、これを施さない上記のWCC超超硬
合金160 Kg/mdの抗折力しか示さず、熱間圧縮
加工によって著しい靭性の向上が見られることが明らか
である。
実施例 3 原料粉末として、平均粒径:0.8μmt−有するWC
粉末と同1.5μmのCo粉末を用い、これらを重量比
で75/25の割合に配合し、同様に溶剤を加え、通常
のアトライターで混合し、線状の圧粉体に押出し成形し
、ついでこの圧粉体を、温度: 1360℃に30分間
保持の条件で焼結することによって、直径=11を有す
る線状のWCC超超硬合金製造した。
ついで、このWCC超超硬合金対して、直接抵抗加熱炉
で1250℃に加熱した状態で、5.5%の熱間引張り
加工を施し、百ちに液体窒素を用いて急冷することによ
り本発明法を実施した。
この結果得られたWCC超超硬合金組織を観察したとこ
ろ、熱間引張り加工前に見られた多数のボアが完全に消
滅しており、かつ同じく見られたWCの凝集体も分割さ
れて微細化されたものになってい念。
りき゛に、上記の熱間引張り加工を施したもの(以下本
発明WCC超超硬合金いう)、この熱間引張シ加工を施
す前の上記のWCC超超硬合金以下従来WCC超超硬合
金いう)、およびこの従来WCC超超硬合金熱間引張9
加工に代ってHIPを施し友もの(以下従来HIP処理
WC基超硬合金という)について、応力1k120’f
/−にセットし、繰返し曲げ試験を行なったところ、2
0本の平均値で、従来WCC超超硬合金550回、従来
HIP処理WC基超硬合金は14000回でそれぞれ折
損したのに対して、本発明WCC超超硬合金折損するま
でに4 X 10’回t−数えるものであり、熱間塑性
加工の付与によシ著しい靭性の向上がはかられるように
かり、疲労強度が向上することが明らかである。
実施例 4 原料粉末として、平均粒径:2.1μmを有するWC粉
末、同1.5μmのCo粉末、同2.0ttmのTIC
粉末、および同2.2μmのTaC粉末を用い、これら
原料粉末を、重量%で、WC: 7 LX、Co : 
10%。
Tte、:c+%、 TaC: 10%の割合に配合し
、溶剤を加えてアトライターで混合し、乾燥した後、厚
さ: 7ux@: 3011sX長さ: tooaの寸
法をもった板状の圧粉体にブレス成形し、ついでこの圧
粉体を温度: 1350℃に30分間保持の条件で焼結
した後、直ちに炉から取り出して、これに減面率: 1
4.3%の熱間圧延加工(加工温度は1300℃)を施
し、放冷することによって本発明法を実施し、本発明W
CC超超硬合金製造した。
また、比較の目的で、上記の熱間圧延加工を行なわない
以外は同一の条件で従来WCC超超硬合金製造した。
ついで、この結果得られた本発明WCC超超硬合金よび
従来WCC超超硬合金ついて、抗折力を測定したところ
、前者が240−名4dを示したのに対して、後者は2
10Kg/、dLか示さず、この結果から熱間圧延加工
によって靭性が向上することが明らかである。
また、上記の本発明WCC超超硬合金よび従来WCC超
超硬合金ら切削チップを切り出し、被削材:80M41
5、 切削速度: 140 FM/min、 送J : 0.151jl/r、V、 切込み:2m+1゜ 切削時間:30分、 の条件で鋼の断続切削試験′f1:12個の切刃につい
て行ない、チッピング発生個数を測定したところ、本発
明WCC超超硬合金製切刃はチッピングの発生は全く見
られなかったのに対して、従来wc基超硬合金製切刃に
は、12個のうち3個にチッピングの発生が見られた。
実施例 5 原料粉末として、平均粒径:0.9μmを有するwc粉
末、同1.5μmのCo粉末、同2μmのNl粉末、同
2,8ttmのCr、C,粉末、および同1.8pmt
DVC粉末を用意し、これら原料粉末を、重量%で、W
C:81.5%、 Co : l 6%、 Ni : 
1%、 Cr)C4: I X。
VC:0.5Xの割合に配合し、溶剤を加えてアトライ
ターで混合し、乾燥した後、直径:1.5.Ijの線状
圧粉体に押出し成形し、ついで温度: 1350°Cに
30分間保持の条件で焼結し、焼結後、室温まで冷却す
ることな(+Iちに、減面率:13Xにて熱間引抜き加
工および熱間スクエーソヤー加工をそれぞれ施し、この
熱間塑性加工終了後、直ちに液体窒素を用いて急冷する
ことにより本発明法を実施し、直径:1.4flを有す
る線状の本発明WCC超超硬合金:2橿製造した。
また、比較の目的で、上記の熱間塑性加工を行なわない
以外は同一の条件(ただしこの場合焼結後の冷却は炉冷
)で従来WC基超硬合金t−製造した。
ついで、この結果得られ良熱間引抜き加工の本発明WC
C超超硬合金同じく熱間スウエーゾヤー加工の本発明W
CC超超硬合金および従来WCC超超硬合金ついて、応
力を120 ’/+itにセットし、繰返し曲げ試験を
行なったところ、前記の2種の本発明WCC超超硬合金
いずれも2゜2 X 106回で折損したのに対して、
上記従来WCC超超硬合金これより著しく低い回数の1
.9 X 10’回で折損するものであった。
また、上記の2種の本発明WCC超超硬合金組織t−観
察したところ、イアは存在せず、かつ結合相の平均粒径
も120μmと微細なものであった。
なお、上記従来WCC超超硬合金おける結合相の平均粒
径は700μmでめった。
上述のように、この発明の方法によれば、Tf!アヤ巣
等が存在せず%またHIP処理では、その形成が避けら
れなかったパイングーブールの形成もなく、さらに結合
相の微細化したWCC超超硬合金製造することができ、
したがってこの結果のWCC超超硬合金すぐれた靭性を
もつようになるので、これを切削工具や各種の耐摩工具
、さらに金型。
ダイス、熱間ロール、および鉱山工具等として使用した
場合にはすぐれた性能を発揮するよ5になるなど工業上
有用な効果が得られるのである。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)炭化タングステン基超硬合金を、900〜150
    0℃の温度に加熱し、この加熱温度で熱間塑性加工を施
    すことを特徴とする炭化タングステン基超硬合金の強靱
    化法。
  2. (2)熱間塑性加工を行ないつつ、または熱間塑性加工
    終了後直ちに急冷することを特徴とする特許請求の範囲
    第(1)項記載の炭化タングステン基超硬合金の強靱化
    法。
  3. (3)圧粉体を、1300〜1500℃の温度で焼結し
    、この焼結過程の900〜1500℃の温度で熱間塑性
    加工を施すことを特徴とする炭化タングステン基超硬合
    金の強靱化法。
  4. (4)熱間塑性加工を行ないつつ、または熱間塑性加工
    終了後直ちに急冷することを特徴とする特許請求の範囲
    第(3)項記載の炭化タングステン基超硬合金の強靱化
    法。
JP61081898A 1986-04-09 1986-04-09 炭化タングステン基超硬合金の強靭化法 Pending JPS62238302A (ja)

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS51126309A (en) * 1975-04-28 1976-11-04 Daijietsuto Kogyo Kk Process for producing a tungsten carbide-based super alloy
JPS51151207A (en) * 1975-06-20 1976-12-25 Toshiba Corp A process for production of carbide particle dispersing type alloy
JPS6134130A (ja) * 1984-07-26 1986-02-18 Mitsubishi Metal Corp 耐欠損性の優れた高強度炭窒化チタン基サーメットの製造方法

Patent Citations (3)

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