JPS634617B2 - - Google Patents
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- JPS634617B2 JPS634617B2 JP57098271A JP9827182A JPS634617B2 JP S634617 B2 JPS634617 B2 JP S634617B2 JP 57098271 A JP57098271 A JP 57098271A JP 9827182 A JP9827182 A JP 9827182A JP S634617 B2 JPS634617 B2 JP S634617B2
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Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
Description
本発明は高強度、高靭性をもつ切削用または耐
摩耗用の超硬質合金に関するものである。 一般に超硬合金またはサーメツトと呼ばれる切
削用または耐摩耗用に用いられる超硬合金は、約
97〜80重量％の硬質相と約３〜20重量％の結合相
とからなつており、通常、粉末冶金法により製造
される。そのため、製造条件のうち特に焼結条件
により合金の物性、特に強度、靭性に大きな影響
を及ぼす。たとえば、単一の硬質相から成る合金
においても焼結温度は合金の性質に対し次のよう
な影響を及ぼす。すなわち、焼結温度が低い場合
には焼結後に粗大な結合相の凝集部（バインダー
プール）が生じ、合金の強度（抗折力など）が著
しく低下する。また焼結温度が高い場合には、焼
結時における液相量が多くなること、および液相
を介しての溶解・析出反応が活発となるため粒成
長が著しくなり靭性を劣化させる。また、二種以
上の硬質相からなる場合（たとえばサーメツトな
どの場合）には、高温で焼結した場合、硬質相同
志の固溶化が起り周辺組織と核のような二重構造
になり、周物組織の量が多くなると靭性が低下す
る現象がみられる。このようなことから焼結温度
はバインダープール，気孔などが生じない範囲で
低くすることが強度、靭性の高い合金を得る上で
重要である。しかし、従来の方法では限度があり
焼結時の粒成長は避けられないのが現状である。 本発明は上記従来技術の欠点を改良し焼結時に
おける粒成長を抑制することにより、高強度、高
靭性の硬質合金を得ることを目的とする。 本発明は、従来の製造法では解決し得なかつた
粒成長を抑制し、かつ十分な焼結状態を得るとい
う目的を達成するため、結合金属の原料粉末の一
部または全部として超微粒粉末を用いたことを特
徴とする。 よく知られているように物質は微粒となるほど
表面積が大きくなり、かつ表面状態が活性とな
る。よつて当然のことながら表面拡散も活発とな
る。そこで硬質合金の製造にあたり超微粒粉末を
用いると焼結初期より表面拡散による固相焼結が
活発に起るるため、驚くべきことに従来より百数
十度焼結温度が低い場合でも十分な焼結状態を得
ることができることを発明者らは見出し本発明を
成したものである。 本発明においては、焼結時の液相存在化での溶
解析出は抑制され粒成長は抑えられる。このよう
にして得られた硬質合金は、硬質相が微細なため
従来のものに比べ著しく高強度、高靭性なものと
なる。また、本発明において使用する超微粒粉末
は、1000Å以下でなくてはならず、それよりも大
きい場合には粉末表面が十分には活性とならず、
焼結温度を低下させることが困難となる。 以下、本発明を実施例により詳述する。 実施例 １ 原料粉末として、WC（粒度1.5μm），Co（粒度
2.0μm）を用い、WC―10wt％Co合金を調整し粒
度測定を行つた。その結果を第１表に示す。表に
おいて試料Ａは本発明に従いCoの10％を平均粒
径700Åの超微粒粉末としたもので1300℃，１時
間の焼結を行つたものである。また、試料Ｂはす
べて2.0μmのCoを用い1400℃，１時間の焼結を行
つたものである。 試料Ｂに比べ試料Ａの平均粒度は小さく、本発
明の効果が明らかである。
摩耗用の超硬質合金に関するものである。 一般に超硬合金またはサーメツトと呼ばれる切
削用または耐摩耗用に用いられる超硬合金は、約
97〜80重量％の硬質相と約３〜20重量％の結合相
とからなつており、通常、粉末冶金法により製造
される。そのため、製造条件のうち特に焼結条件
により合金の物性、特に強度、靭性に大きな影響
を及ぼす。たとえば、単一の硬質相から成る合金
においても焼結温度は合金の性質に対し次のよう
な影響を及ぼす。すなわち、焼結温度が低い場合
には焼結後に粗大な結合相の凝集部（バインダー
プール）が生じ、合金の強度（抗折力など）が著
しく低下する。また焼結温度が高い場合には、焼
結時における液相量が多くなること、および液相
を介しての溶解・析出反応が活発となるため粒成
長が著しくなり靭性を劣化させる。また、二種以
上の硬質相からなる場合（たとえばサーメツトな
どの場合）には、高温で焼結した場合、硬質相同
志の固溶化が起り周辺組織と核のような二重構造
になり、周物組織の量が多くなると靭性が低下す
る現象がみられる。このようなことから焼結温度
はバインダープール，気孔などが生じない範囲で
低くすることが強度、靭性の高い合金を得る上で
重要である。しかし、従来の方法では限度があり
焼結時の粒成長は避けられないのが現状である。 本発明は上記従来技術の欠点を改良し焼結時に
おける粒成長を抑制することにより、高強度、高
靭性の硬質合金を得ることを目的とする。 本発明は、従来の製造法では解決し得なかつた
粒成長を抑制し、かつ十分な焼結状態を得るとい
う目的を達成するため、結合金属の原料粉末の一
部または全部として超微粒粉末を用いたことを特
徴とする。 よく知られているように物質は微粒となるほど
表面積が大きくなり、かつ表面状態が活性とな
る。よつて当然のことながら表面拡散も活発とな
る。そこで硬質合金の製造にあたり超微粒粉末を
用いると焼結初期より表面拡散による固相焼結が
活発に起るるため、驚くべきことに従来より百数
十度焼結温度が低い場合でも十分な焼結状態を得
ることができることを発明者らは見出し本発明を
成したものである。 本発明においては、焼結時の液相存在化での溶
解析出は抑制され粒成長は抑えられる。このよう
にして得られた硬質合金は、硬質相が微細なため
従来のものに比べ著しく高強度、高靭性なものと
なる。また、本発明において使用する超微粒粉末
は、1000Å以下でなくてはならず、それよりも大
きい場合には粉末表面が十分には活性とならず、
焼結温度を低下させることが困難となる。 以下、本発明を実施例により詳述する。 実施例 １ 原料粉末として、WC（粒度1.5μm），Co（粒度
2.0μm）を用い、WC―10wt％Co合金を調整し粒
度測定を行つた。その結果を第１表に示す。表に
おいて試料Ａは本発明に従いCoの10％を平均粒
径700Åの超微粒粉末としたもので1300℃，１時
間の焼結を行つたものである。また、試料Ｂはす
べて2.0μmのCoを用い1400℃，１時間の焼結を行
つたものである。 試料Ｂに比べ試料Ａの平均粒度は小さく、本発
明の効果が明らかである。
【表】
実施例 ２
実施例１の試料Ａ及びＢ合金ならびに原料粉末
としてTiC（粒度2.5μm），Mo2C（粒度2.0μm）
ZrN（粒度1.5μm），TiB2（粒度1.5μm），TiO2（粒
度1.5μm），Cr（粒度0.8μm），Fe（粒度0.9μm），
Ni（粒度2.7μm）を用いて調整したTiC―20wt％
Mo2C―1wt％ZrN―0.8wt％TiB2―0.8wt％TiO2
―1wt％Cr―1wt％Fe―20wt％Ni合金について
室温抗折力を測定した。試料ＣはNiの10％を平
均粒径300Åの超微粒粉末としたもので、1250℃，
１時間の焼結を行つたもの、試料Ｄは2.7μmのNi
を用いたもので1350℃，１時間の焼結を行つたも
のである。 試料Ｂに比べて試料Ａが、また試料Ｄに比べて
試料Ｃが、それぞれ抗折力が大となり、本発明の
効果が明らかである。
としてTiC（粒度2.5μm），Mo2C（粒度2.0μm）
ZrN（粒度1.5μm），TiB2（粒度1.5μm），TiO2（粒
度1.5μm），Cr（粒度0.8μm），Fe（粒度0.9μm），
Ni（粒度2.7μm）を用いて調整したTiC―20wt％
Mo2C―1wt％ZrN―0.8wt％TiB2―0.8wt％TiO2
―1wt％Cr―1wt％Fe―20wt％Ni合金について
室温抗折力を測定した。試料ＣはNiの10％を平
均粒径300Åの超微粒粉末としたもので、1250℃，
１時間の焼結を行つたもの、試料Ｄは2.7μmのNi
を用いたもので1350℃，１時間の焼結を行つたも
のである。 試料Ｂに比べて試料Ａが、また試料Ｄに比べて
試料Ｃが、それぞれ抗折力が大となり、本発明の
効果が明らかである。
【表】
実施例 ３
WC―10wt％TiC―10wt％TaC―1wt％Mo―
1wt％Ｗ―5wt％Ni―5wt％Feの組成をもつ超硬
合金の耐欠損試験の結果を以下に示す。ここで
WC，TiC，TaC，Mo，Ｗ，Ni，Feは粒度が、
それぞれ1.5，2.5，2.7，0.8，0.6，2.7，2.5μmの
ものを使用した。試料Ｅは結合金属の10％平均粒
径500Åの超微粒粉末としたもの（焼結温度1300
℃）、試料Ｆは結合金属のすべてを上記粒度の粉
末としたもの（焼結温度1400℃）である。
1wt％Ｗ―5wt％Ni―5wt％Feの組成をもつ超硬
合金の耐欠損試験の結果を以下に示す。ここで
WC，TiC，TaC，Mo，Ｗ，Ni，Feは粒度が、
それぞれ1.5，2.5，2.7，0.8，0.6，2.7，2.5μmの
ものを使用した。試料Ｅは結合金属の10％平均粒
径500Åの超微粒粉末としたもの（焼結温度1300
℃）、試料Ｆは結合金属のすべてを上記粒度の粉
末としたもの（焼結温度1400℃）である。
【表】
切削条件
被 削 材 SCM3（４つ溝入り）
切削速度 100m／min
送 り 0.3mm／rev
切り込み 1.5mm
チツプ形状 SNGN432
本発明により硬質合金の焼結温度を従来よりも
百数十度さげることが可能になり、その結果硬質
相が微粒で高強度、高靭性の合金を得ることがで
きた。 実施例 ４ 原料として平均粒径0.8〜3.5μmの粉末および、
一部300〜1500Åの超微粉を用い第４表の合金を
作製した。
百数十度さげることが可能になり、その結果硬質
相が微粒で高強度、高靭性の合金を得ることがで
きた。 実施例 ４ 原料として平均粒径0.8〜3.5μmの粉末および、
一部300〜1500Åの超微粉を用い第４表の合金を
作製した。
【表】
次にこれら作製した合金の物性を測定した。
第５表にその値を示す。
【表】
【表】
【表】
このように平均粒径1000Å以下の超微粉金属粉
末を結合金属の全部又は一部に使用することによ
り、適宜焼結温度を低下させることが可能とな
り、その結果強度（曲げ強度）および靭性（クラ
ツク長）の向上が可能となることがわかる。
末を結合金属の全部又は一部に使用することによ
り、適宜焼結温度を低下させることが可能とな
り、その結果強度（曲げ強度）および靭性（クラ
ツク長）の向上が可能となることがわかる。
Claims (1)
- １ 周期率表ａ族，ａ族，ａ族遷移金属元
素の一種以上と、Ｃ，Ｎのうちの一種以上の非金
属元素とから構成される化合物群のうちの一種以
上を硬質物質とし、該硬質物質をCo，Niのうち
の一種以上の遷移金属元素からなる結合金属にて
結合した超硬質合金を製造するに際し、上記結合
金属の原料の一部または全部として粒径1000Å以
下の超微粒粉末を用いたことを特徴とする超硬質
合金の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9827182A JPS58217656A (ja) | 1982-06-08 | 1982-06-08 | 超硬質合金の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9827182A JPS58217656A (ja) | 1982-06-08 | 1982-06-08 | 超硬質合金の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58217656A JPS58217656A (ja) | 1983-12-17 |
| JPS634617B2 true JPS634617B2 (ja) | 1988-01-29 |
Family
ID=14215272
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9827182A Granted JPS58217656A (ja) | 1982-06-08 | 1982-06-08 | 超硬質合金の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58217656A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016101156A1 (zh) * | 2014-12-23 | 2016-06-30 | 湖北宝德隆商贸有限公司 | 一种陶瓷钢材料及其制备方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0169054A3 (en) * | 1984-07-18 | 1987-12-16 | The University Of Newcastle Upon Tyne | Composite materials and products |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5198609A (ja) * | 1975-02-26 | 1976-08-31 | Chokogokinyokobarutogokinfunmatsu | |
| JPS55152109A (en) * | 1979-05-15 | 1980-11-27 | Ulvac Corp | Method for low temperature bonding |
-
1982
- 1982-06-08 JP JP9827182A patent/JPS58217656A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5198609A (ja) * | 1975-02-26 | 1976-08-31 | Chokogokinyokobarutogokinfunmatsu | |
| JPS55152109A (en) * | 1979-05-15 | 1980-11-27 | Ulvac Corp | Method for low temperature bonding |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016101156A1 (zh) * | 2014-12-23 | 2016-06-30 | 湖北宝德隆商贸有限公司 | 一种陶瓷钢材料及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58217656A (ja) | 1983-12-17 |
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