KR0180522B1 - Nitrogen containing sintered hard alloy - Google Patents

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아키히코 이케가야
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Abstract

질소 함유 경질 합금은 Ti, 6A족 금속 및 WC를 소정의 조성으로 함유하는 경질상을 75중량% 이상 95중량% 이하 함유하고, Ni, Co 및 불가피한 불순물을 함유하는 결합성을 5중량% 이상 25중량% 이하 함유하며, Ti를 탄화물 등으로 환산하여 5중량% 이상 60중량% 이하 함유하고, 주기율표 6A족 금속을 탄화물로 환산하여 30중량% 이상 70중량% 이하 함유하며, 또한 경질상의 질소/(탄소+질소)가 원자비로 0.2 이상 0.5 미만이고, 가장 바깥 표면에 결합상 금속과 WC를 함유하는 연질층이 존재하고, 당해 연질층 바로 밑에 3㎛ 이상 30㎛ 이하의 두께로 WC를 함유하는 경질상이 거의 존재하지 않는 층이 존재한다. 이러한 조성에 의하면, 심한 열충격을 받는 조건하에서 가공할때에도 표면 피복을 실시하지 않고 또한 높은 신뢰성을 가진 절삭공구로서 사용가능한 질소 함유 소결 경질 합금을 제공할 수 있다.Nitrogen-containing hard alloys contain at least 75% by weight and at most 95% by weight of a hard phase containing Ti, a Group 6A metal and WC in a predetermined composition, and contain at least 5% by weight of 25% by weight containing Ni, Co and inevitable impurities. It contains up to 5% by weight or less, Ti is contained in an amount of 5% or more and 60% by weight in terms of carbide, etc., and 30% or more and 70% by weight or less in terms of carbides of the Periodic Table 6A metal is contained. Carbon + nitrogen) has an atomic ratio of 0.2 or more and less than 0.5, and a soft layer containing a binding phase metal and WC is present on the outermost surface, and contains WC in a thickness of 3 µm or more and 30 µm or less directly under the soft layer. There is a layer with little hard phase present. According to this composition, it is possible to provide a nitrogen-containing sintered hard alloy which can be used as a cutting tool with high reliability without surface coating even when processing under severe thermal shock conditions.

Description

질소 함유 소결 경질 합금Nitrogen containing sintered hard alloy

제1도는 삼출층(exudation layer)이 3개의 층으로 나누어져서 최외층과 최하층에 Co, Ni의 결합층이 있고, 중간층에 WC층이 있는 것을 나타내는 합금 조직의 현미경 사진(SEM 사진)이며,FIG. 1 is a micrograph (SEM image) of an alloy structure showing that the exudation layer is divided into three layers, and the outermost layer and the lowermost layer have a bonding layer of Co and Ni, and the middle layer has a WC layer.

제2도 및 제3도는 각각 동일 조직 중의 Co 원소와 Ni 원소의 분포를 나타내는 현미경 사진(EDX 분석)이다.2 and 3 are micrographs (EDX analysis) showing the distribution of Co element and Ni element in the same structure, respectively.

본 발명은 질소 함유 소결 경질 합금에 관한 것이며, 특히 절삭 가공용 공구의 재질로서의 내열충격성, 내마모성 및 강도의 향상을 목적으로 하는 동시에 습식 절삭에 대한 적용을 가능하게 하는 질소 함유 소결 경질 합금에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a nitrogen-containing sintered hard alloy, and more particularly, to a nitrogen-containing sintered hard alloy for the purpose of improving heat shock resistance, abrasion resistance, and strength as a material for a cutting tool.

Ti을 주성분으로 하는 탄질화물 등을 경질상으로 하고, 이것을 Ni 및 Co를 함유하는 금속으로 결합시킨, 질소를 함유하는 소결 경질 합금이 절삭공구로서 이미 실용화되어 있다. 이러한 질소 함유 소결 경질 합금은 종래의 질소를 함유하지 않는 소결 경질 합금에 비해 경질상이 현저하게 미립화되며, 그 결과 내고온크리프 특성이 대폭 개선되었기 때문에, WC를 주성분으로 하는 소위 초경합금과 병행하여 절삭공구로서 널리 사용되고 있다.Nitrogen-containing sintered hard alloys having a hard phase made of carbonitride or the like mainly composed of Ti and bonded to a metal containing Ni and Co have already been put into practical use as cutting tools. Since the nitrogen-containing sintered hard alloy has a remarkable atomization of the hard phase compared with the conventional sintered hard alloy containing no nitrogen, and as a result, the high temperature creep resistance has been significantly improved, and thus, the cutting tool in parallel with the so-called cemented carbide containing WC as a main component It is widely used as.

그러나, 이러한 질소 함유 소결 경질 합금은 (ⅰ)탄질화물의 주성분인 Ti의 열전도도가 초경합금의 주성분인 WC의 열전도도에 비해 현저하게 작기 때문에, 이러한 질소 함유 소결 경질 합금의 열전도도는 초경합금의 열전도도의 약1/2이라는 점, (ⅱ) 열팽창계수도 열전도도와 마찬가지로 주성분의 특성치에 의존하기 때문에, 질소 함유 소결 경질 합금의 열팽창계수는 초경합금의 열팽창계수의 약1.3배가 된다는 점 등의 이유에 따라, 열충격에 대한 저항이 낮아진다. 이 때문에, 예를 들면, 밀링 절삭이나 각재(角材)의 선반에 의한 절삭가공, 또는 홈이 크게 변동하는 습식에서의 모방절삭(contouring) 등과 같이 특히 열충격이 심해지는 조건하에서의 절삭에 있어서는, 피복 초경합금 등에 비해, 질소 함유 소결 경질 합금의 신뢰성이 저하된다는 문제가 있다.However, in such nitrogen-containing sintered hard alloys, the thermal conductivity of Ti, which is the main component of (i) carbonitride, is significantly smaller than that of WC, which is the main component of the cemented carbide, and therefore the thermal conductivity of such nitrogen-containing sintered hard alloys is that of the cemented carbide. The thermal expansion coefficient of the nitrogen-containing sintered hard alloy is about 1.3 times the thermal expansion coefficient of the cemented carbide, since it is about 1/2 of the figure, and (ii) the thermal expansion coefficient also depends on the characteristic value of the main component, similarly to the thermal conductivity. Therefore, the resistance to thermal shock is lowered. For this reason, for example, the coated cemented carbide is particularly suitable for cutting under conditions in which thermal shocks are severe, such as milling, cutting by a lathe of a lumber, or wet cutting where the groove fluctuates greatly. Compared with the above, there is a problem that the reliability of the nitrogen-containing sintered hard alloy is lowered.

이러한 질소 함유 소결 경질 합금의 종래의 문제점을 해소하기 위해, 이하에 나타낸 여러 가지 개량이 시도되고 있다. 예를 들면, 일본국 공개특허공보 제(평)2-15139호에는, Ti를 질화물 등으로 환산하여 50중량% 이상 함유하고 W 등의 6A족 (CAS version으로는 VIB족) 원소를 탄화물로 환산하여 40중량% 미만 함유하며 N/(C+N)의 원자비가 0.4 내지 0.6인, 질소 함유량이 높은 것을 소결 대기를 제어하여 표면 조도를 향상시키고 표층부에 인성과 경도가 높은 개질부를 형성시키는 것이 제안되어 있다. 또한, 일본국 공개특허공부 제(평)5-9646호에는, Ti를 주성분으로 하고 W, Mo, Cr을 탄화물로 환산하여 합계 40중량% 미만으로 함유하는 것을 소결 후의 냉각공정을 제어하고 결합상이 내부보다 감소된 영역을 표면부에 형성시켜, 표면에 압축응력이 모이는 써메트(cermet)가 기재되어 있다.In order to solve the conventional problem of such a nitrogen-containing sintered hard alloy, various improvements shown below have been attempted. For example, Japanese Laid-Open Patent Publication No. Hei 2-15139 contains 50% by weight or more of Ti in terms of nitride and the like and converts 6A group (Group VIB in the CAS version) elements such as W into carbides. It is suggested to control the sintering atmosphere by containing less than 40% by weight and having a nitrogen content of 0.4 to 0.6 with an atomic ratio of N / (C + N) to improve the surface roughness and to form a modified portion having high toughness and hardness at the surface layer. It is. Japanese Unexamined Patent Application Publication No. Hei 5-9646 controls the cooling process after sintering to control the cooling process after sintering containing Ti as a main component and containing less than 40% by weight in total in terms of carbides of W, Mo and Cr. A cermet is described in which a reduced area is formed on the surface, whereby compressive stress is collected on the surface.

그러나, 상기 공보에 개시된 어떠한 써메트에 있어서도, 내마모성과 인성은 향상되었으나, 피복 초경합금에 비하여 내결손성은 불충분하다. 또한, 내열충격성이 뒤떨어지며, 특히 열균열의 발생이나 열충격과 기계적 충격 모두에 기인하는 균열의 진전에 의한 돌발적인 결손이 생기기 쉽고, 충분한 신뢰성이 수득되지 않는다. 즉, 이러한 선행 기술에서는 피복 공정을 생략하므로써 제조 비용이 감소되기는 하나, 성능적으로는 이에 걸맞는 정도 밖에는 발휘할 수 없다. 이는, 어느 정도 이상의 Ti의 함유를 전제로 하는 소위 써메트라고 하는 범주에 있어서는, 결손에 대한 강도 향상을 목적하는 데에 자연히 한계가 있다는 것을 나타내는 것이다.However, in any cermet disclosed in the above publication, wear resistance and toughness were improved, but defect resistance was insufficient as compared with the coated cemented carbide. In addition, the thermal shock resistance is inferior, and in particular, sudden defects due to the development of cracks due to the occurrence of thermal cracking or both thermal shock and mechanical impact are likely to occur, and sufficient reliability is not obtained. That is, in the prior art, although the manufacturing cost is reduced by omitting the coating process, performance can only be achieved to a degree that is suitable. This indicates that there is a natural limit to the purpose of improving the strength against defects in the so-called cermet on the premise of containing a certain amount of Ti.

따라서, 본 발명자들은 각종 절삭에 있어서 온도 분포 등의 절삭현상을 해석하고, 공구내의 재료 성분의 배치를 상세히 연구한 결과, 다음과 같은 사실을 밝혀내었다.Accordingly, the present inventors have analyzed the cutting phenomenon such as the temperature distribution in various cuttings and studied the arrangement of the material components in the tool in detail, and found the following facts.

절삭중에 있어서, 절삭부는 피삭재와 접촉하는 절단 칼날 표면 부분 또는 경사면의 부스러기가 찰과되는 부분 등, 부분적으로 고온 환경에 놓인다. 써메트와 초경 합금을 비교하면, 위에서 언급한 바와 같이, 써메트는 열전도도가 초경합금의 1/2 정도이기 때문에, 표면에서 발생하는 열이 내부로 확산되기 어려워서 표면은 고온임에도 불구하고 내부에서는 온도가 급격히 저하하는 상태가 생긴다. 이러한 상태에서는 한번 균열이 생기면, 현저하게 결손되기 쉽다는 문제가 있다. 추가로, 고온의 써메트가 수용성 절삭유에 의해 급냉각되거나 절삭공전하여 냉각되면, 이의 극표면부만이 냉각된다. 써메트와 초경 합금을 비교하면, 위에서 언급한 바와 같이, 써메트는 열팽창계수가 초경합금의 약1.3배이므로, 표층부에 인장응력이 발생하여, 열균열이 대단히 발생하기 쉬워진다. 어떠한 특성보다도 내열충격성에서는, 초경합금보다는 써메트쪽이 불리하다.During cutting, the cutting portion is partly placed in a high temperature environment, such as a portion of the cutting blade surface in contact with the workpiece or a portion where the debris of the inclined surface is scratched. Comparing the cermet and the cemented carbide, as mentioned above, since the cermet has half the thermal conductivity of the cemented carbide, it is difficult for the heat generated from the surface to diffuse into the interior so that the surface is hot even though the surface is hot. Occurs rapidly. In such a state, there is a problem that once a crack occurs, the defect is remarkably easily lost. In addition, if the hot cermet is quenched with water soluble coolant or cut idle to cool, only its extreme surface portion is cooled. Comparing the cermet and the cemented carbide, as mentioned above, since the cermet has a coefficient of thermal expansion of about 1.3 times that of the cemented carbide, tensile stress occurs in the surface layer portion, and thermal cracking is likely to occur very much. In the thermal shock resistance of any characteristic, the cermet side is more disadvantageous than the cemented carbide.

또한, 동일한 입도 및 동일한 결합상 양에서 본 경우, 써메트는 초경합금에 비해 파괴인성치도 30 내지 50% 저하되므로 합금 내부에서의 균열 진전 저항도 저하된다.In addition, when viewed at the same particle size and the same amount of bonded phase, the cermet has a 30 to 50% lower fracture toughness value than the cemented carbide, so that the crack growth resistance inside the alloy is also lowered.

즉, 질소 함유 소결 경질 합금에 있어서, 절삭 가공면을 양호하게 하면서 자원적으로도 유리한 Ti를 다량 함유한 상태에서 열전도도의 향상, 열팽창계수의 저하 및 균열 진전 저항의 향상을 꾀하는데에는 한계가 있다는 문제가 있다.That is, in the nitrogen-containing sintered hard alloy, there is a limit to improving the thermal conductivity, lowering the coefficient of thermal expansion and improving the crack propagation resistance in a state in which a good cutting surface is contained and a large amount of advantageously Ti is contained. there is a problem.

본 발명의 목적은, 종래에는 고가의 피복 초경합금 밖에 사용할 수 없었던, 심한 열충격을 받는 조건하에서의 가공 영역에서도, 표면 피복을 실시하지 않으면서 높은 신뢰성을 가지고 절삭공구로서 사용 가능한 질소 함유 소결 경질 합금을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a nitrogen-containing sintered hard alloy which can be used as a cutting tool with high reliability even without a surface coating, even in a processing region under severe thermal shock, which has conventionally been used only as an expensive coated cemented carbide. It is.

이하, 본 발명의 제1국면과 제2국면에 대해 설명한다.Hereinafter, the first and second aspects of the present invention will be described.

본 발명의 질소 함유 소결 경질 합금은 조직적으로 종래의 질소 함유 소결 경질 합금에 비해 내부에 WC가 다량 존재하면, 균열 진전에 대한 저항을 향상시키는 것을 목표로 하고 있다. WC를 다량 배합시키면, 종래의 질소 함유 소결 경질 합금에서는, WC 입자가 합금 표면에 출현하여 소위 P종이라고 하는 공구재료가 되는데, 이 공구재료는 절삭 가공면의 성상이 저하된다. 이 때문에, 내어브레이시브 마모성(abrasive wear resistance)도 소위 써메트나 피복 초경합금에 비하면 현저히 열등하다.The nitrogen-containing sintered hard alloy of the present invention aims to improve the resistance to crack growth if a large amount of WC is present inside the structure compared to conventional nitrogen-containing sintered hard alloys. When a large amount of WC is blended, in conventional nitrogen-containing sintered hard alloys, WC particles appear on the surface of the alloy to form a so-called P-type tool material, which reduces the properties of the cutting surface. For this reason, the abrasive wear resistance is also significantly inferior to the so-called cermet or coated cemented carbide.

그러나, 소결을 특정한 고질소 대기에서 실시하면, 절삭가공면의 성상을 결정하는, 공구의 가장 바깥 표면에 존재하는 연질층, 즉 소위 삼출층 바로 밑으로부터 특정한 깊이까지의 표면 부분의 WC 입자를 소실할 수 있는 것으로 판명되었다. 이에 의해, 내어브레이시브 마모성이나 내크레이터 마모성(crater wear resistance)이 대폭 향상될 수 있고, 이에 덧붙여 냉각을 진공 등의 탈탄소 대기에서 수행하면, 표면층 부근은 결합상 양이 감소하고 이와 동시에 경질상 입자에 W 등의 6A족 금속이 다량 고용(固溶)된다. 또한, 결합상 양 구배에 따라 열팽창계수 차이에 기인하는 표면부로의 압축응력이 발생하는 등의 효과에 의해 합금 표면이 경화되면, 또한 인성을 향상시킬 수 있고, 그 결과 내마모성이나, 내열충격성을 현저히 향상시킬 수 있게 되었다.However, when sintering is carried out in a specific high nitrogen atmosphere, it loses the soft layer present on the outermost surface of the tool, ie the surface portion from the bottom of the so-called extruded layer to a certain depth, which determines the properties of the cutting surface. It turned out to be possible. Thereby, the abrasion resistance and the crater wear resistance can be greatly improved, and in addition, if cooling is performed in a decarbonized atmosphere such as vacuum, the amount of bonding phase near the surface layer decreases and at the same time the hard phase A large amount of solid solution of Group 6A metal such as W is contained in the particles. In addition, when the alloy surface is hardened due to the effect of compressive stress on the surface portion due to the difference in coefficient of thermal expansion due to the difference in the coefficients of bonding phase, the toughness can be further improved. As a result, the wear resistance and the thermal shock resistance are remarkably increased. I can improve it.

따라서, 본 발명의 질소 함유 소결 경질 합금은, 제1국면에 있어서, (Ti·WxMy)(CuN1-u)(단, M은 W를 제외한 주기율표 6A족 금속의 적어도 1종이고, 0〈x〈1이며, 0≤y≤0.9이고, 0≤u≤0.9이다) 및 WC를 함유하는 경질상을 75중량% 이상 95중량% 이하 함유하며, Ni, Co 및 불가피한 불순물을 함유하는 결합상을 5중량% 이상 25중량% 이하 함유하고, Ti를 탄화물, 질화물 또는 탄질화물로 환산하여 5중량% 이상 60중량% 이하 함유하고, 주기율표 6A족 금속을 탄화물로 환산하여 30중량% 이상 70중량% 이하 함유하며, 경질상의 질소/(탄소+질소)가 원자비로 0.2 이상 0.5 미만이고, 가장 바깥표면에 결합상 금속과 WC를 함유하는 연질층이 존재하며, 당해 연질층 바로 밑에 3㎛ 이상 30㎛ 이하의 두께로 WC를 함유하는 경질상이 거의 존재하지 않는 층을 가짐을 특징으로 한다.Therefore, in the first aspect, the nitrogen-containing sintered hard alloy of the present invention includes (Ti · W x M y ) (C u N 1-u ) (wherein M is at least one of Group 6A of the periodic table excluding W). And 0 <x <1, 0 ≦ y ≦ 0.9, 0 ≦ u ≦ 0.9) and a WC-containing hard phase containing 75 wt% or more and 95 wt% or less and containing Ni, Co and unavoidable impurities 5 wt% or more and 25 wt% or less of the combined phase to be contained, and 5 wt% or more and 60 wt% or less of Ti in terms of carbides, nitrides or carbonitrides, and 30 wt% or more in terms of carbides of Group 6A metals of the periodic table. It contains 70 wt% or less, and has a soft nitrogen / (carbon + nitrogen) in an atomic ratio of 0.2 or more and less than 0.5, and a soft layer containing a binding phase metal and WC is present on the outermost surface. It is characterized by having a layer with hardly any hard phase containing WC at a thickness of not less than 30 µm.

이러한 질소 함유 소결 경질 합금에 의하면, 우선 경질상의 함유량이 75중량% 이상 95중량% 이하로 되어 있다. 이는 경질상이 75중량% 미만이면, 내마모성, 내소성변형성이 현저하게 저하되고, 95중량%를 초과하면, 강도와 인성이 부족해지기 때문이다. 또한, Ti의 함유량을 탄화물 등으로 환산하여 5중량% 이상 60중량% 이하로 하는 것은, 5중량% 미만에서는 내마모성이 원하는 수준에 달하지 못하고, 60중량%를 초과하면, 인성이 열화하기 때문이다. 이러한 Ti의 함유량은 5중량% 이상 50중량% 이하인 것이 바람직하고, 20중량%이상 50중량% 이하인 것이 특히 바람직하다.According to such a nitrogen-containing sintered hard alloy, first, the content of the hard phase is 75% by weight or more and 95% by weight or less. This is because when the hard phase is less than 75% by weight, the wear resistance and plastic resistance deformation are significantly lowered, and when the hard phase exceeds 95% by weight, the strength and toughness are insufficient. The content of Ti in terms of carbide or the like is 5% by weight or more and 60% by weight or less because the wear resistance does not reach a desired level at less than 5% by weight, and when the content is more than 60% by weight, the toughness deteriorates. It is preferable that content of such Ti is 5 weight% or more and 50 weight% or less, and it is especially preferable that they are 20 weight% or more and 50 weight% or less.

주기율표 6A족 금속을 탄화물로 환산하여 30중량% 이상 70중량% 이하로 하는 것은, 30중량% 미만에서는 원하는 인성이 수득되지 않고, 70중량%를 초과하면, WC 입자가 표면에도 다량 잔존하게 되어 내마모성이 불충분해져서 바람직하지 않기 때문이다. 주기율표 6A족 금속을 탄화물로 환산한 함유량은 40중량% 이상 70중량% 이하인 것이 바람직하고, 40중량% 이상 60중량%이하인 것이 특히 바람직하다.When the Group 6A metal in the periodic table is converted to carbide at 30% by weight to 70% by weight, desired toughness is not obtained at less than 30% by weight, and when it exceeds 70% by weight, a large amount of WC particles remain on the surface and wear resistance This is because this becomes insufficient and is not preferable. It is preferable that it is 40 weight% or more and 70 weight% or less, and, as for content which converted the group 6A metal of the periodic table into carbide, it is especially preferable that they are 40 weight% or more and 60 weight% or less.

또한, 경질상의 질소/(탄소+질소)의 원자비를 0.2 이상 0.5 미만으로 하는 것은, 원자비가 0.2 미만이면, 인성과 내마모성 모두 원하는 수준에 달하지 못하고 0.5를 초과하면, 소결성이 저하되고 인성이 열화되기 때문이다. 원자비는 0.2 이상 0.4 미만인 것이 바람직하다.When the atomic ratio of hard nitrogen / (carbon + nitrogen) is 0.2 or more and less than 0.5, when the atomic ratio is less than 0.2, both the toughness and the wear resistance do not reach a desired level, but when the ratio exceeds 0.5, the sintering property is lowered and the toughness deteriorates. Because it becomes. It is preferable that atomic ratio is 0.2 or more and less than 0.4.

추가로 WC를 함유하는 경질상이 거의 존재하지 않는 층, 구체적으로 1체적% 이하인 층의 두께를 가장 바깥 표면의 결합상 금속과 WC로 이루어진 연질층 바로 밑으로부터 3㎛ 이상 30㎛ 이하로 하는 것은, 3㎛ 미만에서는 원하는 내어브레이시브 마모성과 내크레이터 마모성을 수득할 수 없고, 30㎛를 초과하면 균열 진전 저항을 촉진하는 효과가 발휘되지 않으며, 그 결과, 인성이 저하하기 때문이다.In addition, the thickness of the layer containing hardly any WC-containing phase, specifically, 1 vol% or less, is set to 3 µm or more and 30 µm or less directly below the soft layer composed of the bonding phase metal and WC on the outermost surface. It is because the desired abrasion resistance and crater wear resistance cannot be obtained at less than 3 µm, and if it exceeds 30 µm, the effect of promoting crack growth resistance is not exerted, and as a result, the toughness is lowered.

본 발명의 질소 함유 소결 경질 합금은, 바람직한 실시예에서는, 상기 조성에 있어서 WC를 함유하는 경질상이 거의 존재하지 않는 층에서부터, 가장 바깥 표면으로부터의 최대 깊이 1㎜ 까지, 내부를 향해 WC를 함유하는 경질상의 존재량이 점차 증가하는 것이 바람직하다.In the preferred embodiment, the nitrogen-containing sintered hard alloy of the present invention contains the WC toward the inside from the layer in which the hard phase containing WC is hardly present in the composition to a maximum depth of 1 mm from the outermost surface. It is preferable that the amount of hard phase present gradually increases.

이러한 구조에 따르면, WC를 함유하는 경질상이 1체적% 이하인 층으로부터, 가장 바깥 표면으로부터의 최대 깊이 1㎜까지, 내부를 향해 WC를 함유하는 경질상의 존재량이 점차 증가함으로써, WC가 존재하는 영역과 존재하지 않는 영역과의 경계에서 WC 함유 분포의 급격한 변화가 방지되고, 그 경계에서의 잔류 응력의 발생이 완화된다.According to this structure, the amount of the hard phase containing WC gradually increases from the layer having the WC containing the hard phase containing 1 vol% or less to the maximum depth of 1 mm from the outermost surface, thereby increasing the amount of the hard phase containing the WC. Abrupt changes in the WC-containing distribution at the boundary with regions that do not exist are prevented, and generation of residual stresses at the boundary is alleviated.

또한, 본 발명의 질소 함유 소결 경질 합금은, 상기 조성에 있어서, WC를 함유하는 경질상의 존재량이 가장 바깥 표면으로부터 1㎜ 이상의 깊이의 내부에서 5체적% 이상 50체적% 미만인 것이 바람직하다.In the above composition, the nitrogen-containing sintered hard alloy of the present invention preferably has a volume of WC-containing hard phase present in an amount of 5 vol% or more and less than 50 vol% within a depth of 1 mm or more from the outermost surface.

이는 5체적% 미만에서는 원하는 인성 향상 효과가 수득되지 않고, 50체적% 이상에서는 표면 부분의 열충격에 대한 인성과 합금의 내소성변형성이 저하되기 때문이다.This is because the desired toughness-improving effect is not obtained at less than 5% by volume, and at least 50% by volume, the toughness to thermal shock of the surface portion and the plastic resistance deformation of the alloy are lowered.

본 발명의 질소 소결 경질 합금은, 제2국면에 있어서, (Ti·WxMy)(CuN1-u)[단, M은 Ti 및 W를 제외한 주기율표 4A족, 5A족 및 6A족(CAS version으로는 각각 IVB족, VB족 및 VIB족에 대응됨) 금속 중의 적어도 1동이고, 0〈x〈1이며, 0〈y〈0.9이고, 0≤u≤0.9이다] 및 WC를 함유하는 경질상을 75중량% 이상 95중량% 이하 함유하며, Ni, Co 및 불가피한 불순물을 함유하는 결합상을 5중량% 이상 25중량% 이하 함유하고, Ti를 탄화물, 질화물 또는 탄질화물로 환산하여 5중량% 이상 60중량% 이하, 주기율표 6A족 금속을 탄화물로 환산하여 30중량% 이상 70중량% 이하, Ta와 Nb의 합계 함유량을 탄화물, 질화물 또는 탄질화물로 환산하여 2중량% 이상 15중량% 이하, V, Zr 및 Hf의 합계 함유량을 탄화물, 질화물 또는 탄질화물로 환산하여 5중량% 이하 함유하는 한편, 경질상의 질소/(탄소+질소)가 원자비로 0.2 이상 0.5미만이고, 가장 바깥 표면에 결합상 금속 및 WC를 함유하는 연질층이 존재하며, 당해 연질층 바로 밑에 3㎛ 이상 30㎛ 이하의 두께로 WC를 함유하는 경질상이 거의 존재하지 않는 층을 가짐을 특징으로 한다 .In the second aspect, the nitrogen-sintered hard alloy of the present invention includes (Ti.W x M y ) (CuN 1-u ), except that M is a group of groups 4A, 5A, and 6A of the periodic table excluding Ti and W (CAS the version corresponds to Group IVB, Group VB, and Group VIB, respectively) and at least one of the metals, 0 <x <1, 0 <y <0.9, 0 ≦ u ≦ 0.9] and WC. It contains 75 wt% or more and 95 wt% or less, and contains 5 wt% or more and 25 wt% or less of a combined phase containing Ni, Co and unavoidable impurities, and 5 wt% of Ti in terms of carbide, nitride or carbonitride. 60% by weight or less, Periodic Table 6A metal in terms of carbide, 30% by weight or more, 70% by weight or less, total content of Ta and Nb in terms of carbide, nitride or carbonitride, 2% by weight or more and 15% by weight or less, V , The total content of Zr and Hf in terms of carbides, nitrides or carbonitrides up to 5% by weight, while hard nitrogen / (carbon + nitrogen) A layer having a ratio of 0.2 or more and less than 0.5, and a soft layer containing a binding phase metal and WC on the outermost surface, and hardly containing a hard phase containing WC in a thickness of 3 µm or more and 30 µm or less under the soft layer. It is characterized by having a.

이와 같이, W를 제외한 주기율표 6A족 금속 이외에도, Ti를 제외한 주기율표 4A족 금속 및/또는 5A족 금속을 함유하고, Ta와 Nb의 합계 함유량을 탄화물, 질화물 또는 탄질화물로 환산하여 2중량% 이상 15중량% 이하고 하며, V, Zr 및 Hf의 합계 함유량을 탄화물, 질화물 또는 탄질화물로 환산하여 5중량% 이하 함유함으로써도 제1의 국면의 조성과 동일한 작용효과를 갖는다.Ta 및 Nb의 탄화물 등으로 환산한 합계 함유량이 2중량% 미만이면, 내크레이터 마모성이 향상되지 않고, 15중량%를 초과하면, 내결손성이 저하된다. V, Zr 및 Hf는 고온에서의 강도나 경도를 향상시키기 위해 함유시키는 것이 바람직하나, 탄화물 등으로 환산한 합계 함유량이 5중량%를 초과하면, 소결성이 저하되고, 그 결과, 내결손성도 저하된다.Thus, in addition to the Group 6A metal of the periodic table excluding W, it contains the Group 4A metal and / or the Group 5A metal of the periodic table excluding Ti, and the total content of Ta and Nb is converted to carbide, nitride, or carbonitride by 15% by weight or more. It is equal to or less than the weight% and contains the total content of V, Zr and Hf in terms of carbides, nitrides or carbonitrides in an amount of 5% by weight or less, which has the same effect as the composition of the first aspect. If the total content in terms of less than 2% by weight, the crater wear resistance does not improve, and if it exceeds 15% by weight, the fracture resistance is lowered. It is preferable to contain V, Zr, and Hf in order to improve the strength and hardness at high temperature, but when the total content in terms of carbide and the like exceeds 5% by weight, the sintering property is lowered, and as a result, the fracture resistance is also lowered. .

또한, 본 발명의 질소 함유 소결 경질 합금은, 상기 조성에서 WC를 함유하는 경질상이 거의 존재하지 않는 층으로부터, 가장 바깥 표면으로부터의 최대 깊이 1㎜까지, 내부를 향하여 WC를 함유하는 경질상의 존재량이 점차 증가하는 것이 바람직하다.In addition, the nitrogen-containing sintered hard alloy of the present invention has the amount of the hard phase containing WC inward from the layer where the hard phase containing WC hardly exists in the composition to the maximum depth of 1 mm from the outermost surface. It is desirable to increase gradually.

추가로, 본 발명의 질소 함유 소결 경질 합금은, 상기 조성에서 WC를 함유는 경질상의 존재량이 가장 바깥 표면으로부터의 깊이 1㎜ 이상의 내부에서 5체적% 이상 50체적% 미만인 것이 바람직하다.Furthermore, in the nitrogen-containing sintered hard alloy of the present invention, it is preferable that the amount of the hard phase containing WC in the composition is not less than 5 vol% and less than 50 vol% within 1 mm or more in depth from the outermost surface.

이어서, 본 발명의 제3국면에 대하여 설명한다.Next, a third aspect of the present invention will be described.

열균열의 발생은 합금의 표면부와 내부간의 온도차에 의해 생긴다. 열균열 발생을 방지하기 이해 고려되는 수단으로서는, 질소 함유 소결 경질 합금 자체의 열전도율을 향상시키는 것을 들 수 있으나, 질소 함유 소결 경질 합금의 열전도율 향상에는 자연히 한계가 있다. 그러나, 열전도율이 높은 WC가 풍부한 (잔부는 Co 및 Ni를 주성분으로 하는 금속 결합상) 층을 질소 함유 소결 경질 합금의 표면부에 배치시키면, 절삭 도중에 발생하는 열을 합금 전체에 전도시켜 열발산(핀) 효과가 있다는 것이 연구 결과 명백해졌다.The occurrence of thermal cracking is caused by the temperature difference between the surface and the interior of the alloy. Means to be considered to prevent the occurrence of thermal cracking include improving the thermal conductivity of the nitrogen-containing sintered hard alloy itself, but there is a natural limit to the thermal conductivity improvement of the nitrogen-containing sintered hard alloy. However, by placing a WC-rich (cobalt-based metal-bonded phase) layer having a high thermal conductivity on the surface of the nitrogen-containing sintered hard alloy, the heat generated during cutting is conducted to the entire alloy to dissipate heat ( It is clear from the research that the effect of the fin) effect.

따라서, 본 발명의 제3국면에서 질소 함유 소결 경질 합금은 상기 연구 결과에 기초하여 이루어진 것이며, WC를 필수적으로 함유하고, 또한 주기율표의 4A족, 5A족 및 6A족으로부터 선택된 적어도 1종류의 전이금속의 탄화물, 질화물, 탄질화물 또는 이들의 복합 탄질화물을 함유하는 경질상과 Ni, Co 및 불가피한 불순물을 함유하는 결합상을 포함하며, 다음과 같은 구조와 조성을 갖는다.Therefore, in the third aspect of the present invention, the nitrogen-containing sintered hard alloy is made on the basis of the results of the above research, and it contains essentially WC and at least one transition metal selected from Groups 4A, 5A and 6A of the periodic table. It includes a hard phase containing carbide, nitride, carbonitride or complex carbonitride thereof, and a combined phase containing Ni, Co and inevitable impurities, and has the following structure and composition.

Ni 및 Co를 주성분으로 하는 금속 결합상과 WC를 합성하는 삼출층(1)이 합금 표면부에 존재하고(제1도 내지 제3도 참조), 삼출층(1)은 내부 방향으로 3개의 층으로 나누어지는데, 최외층은 WC가 0체적% 이상 30체적% 이하(바람직하게는 0 내지 5체적%)이고잔부가 Co 및 Ni를 주성분으로 하는 금속 결합상으로 구성되며, 중간층은 WC가 50체적% 이상 100체적% 이하(바람직하게는 80 내지 100체적%)이고 잔부가 Co 및 Ni를 주성분으로 하는 금속 결합상으로 구성되며, 최하층은 WC가 0체적% 이상 30체적% 이하(바람직하게는 0 내지 5체적%)이고 잔부가 Co 및 Ni를 주성분으로 하는 금속 결합상으로 구성되어 있다.An exudation layer 1 for synthesizing WC and a metal-bonded phase composed mainly of Ni and Co exists in the alloy surface portion (see FIGS. 1 to 3), and the exudation layer 1 has three layers in the inner direction. The outermost layer is composed of a metal-bonded phase whose WC is 0 vol% or more and 30 vol% or less (preferably 0 to 5 vol%) and the balance is mainly composed of Co and Ni, and the intermediate layer is 50 vol WC. % Or more and 100% or less (preferably 80 to 100% by volume), and the balance is composed of a metal bonding phase containing Co and Ni as a main component, and the lowest layer has a WC of 0% to 30% by volume (preferably 0). To 5% by volume), and the balance is composed of a metal bonding phase containing Co and Ni as main components.

최외층의 두께와 최하층의 두께는 각각 0.1㎛ 이상 10㎛ 이하(바람직하게는 0.1㎛ 내지 0.5㎛)로 구성되고, 중간층의 두께는 0.5㎛ 이상 10㎛ 이하(바람직하게는 0.5㎛ 내지 5㎛)이다.The thickness of the outermost layer and the thickness of the lowermost layer are each composed of 0.1 µm or more and 10 µm or less (preferably 0.1 µm to 0.5 µm), and the thickness of the intermediate layer is 0.5 µm or more and 10 µm or less (preferably 0.5 µm to 5 µm). to be.

이러한 구조를 가진 질소 함유 소결 경질 합금에 의하면, 내열충격성이 현저하게 향상된다. 즉, 최외층과 최하층은 실질적으로 Ni 및 Co를 주성분으로 하는 금속 결합상이 풍부해지지만, 이들 층은 제조공정상 피할 수 없는 생성층이며, 상기 범위내의 두께이면 성능상 문제는 발생하지 않는다.According to the nitrogen-containing sintered hard alloy having such a structure, the thermal shock resistance is remarkably improved. In other words, the outermost layer and the lowermost layer are substantially enriched with a metal-bonded phase mainly composed of Ni and Co, but these layers are inevitable in the manufacturing process, and if the thickness is within the above range, no performance problem occurs.

상기 구조의 수치 한정에서, 중간층의 WC를 50체적% 이상 100체적% 이하로 하는 것은, WC가 50체적% 이하(잔부가 Co 및 Ni를 주성분으로 하는 금속 결합상)이면, 원하는 열전도율이 수득되지 않고, 열발산층으로서의 역할을 다할 수 없기 때문이다. 또한, 이러한 중간층의 두께를 0.5㎛ 이상 10㎛ 이하로 하는 것은, 0.5㎛ 미만에서는 원하는 열전도율이 수득되지 않고, 10㎛보다 두꺼우면 내마모성의 열화가 현저해지기 때문이다.In the numerical limitation of the above structure, the WC of the intermediate layer is 50 vol% or more and 100 vol% or less, if the WC is 50 vol% or less (the remainder is a metal-bonded phase composed mainly of Co and Ni), the desired thermal conductivity is not obtained. This is because it cannot play a role as a heat dissipating layer. The thickness of the intermediate layer is 0.5 µm or more and 10 µm or less because the desired thermal conductivity is not obtained when the thickness is less than 0.5 µm, and when the thickness is larger than 10 µm, wear resistance deteriorates remarkably.

최외층과 최하층은 가장 중요한 층인 중간층을 수득하기 위해 필연적으로 형성되는 층이며, 각각 두께가 적어도 0.1㎛는 필요하나, 두께가 10㎛를 초과하면, 절삭시에 피삭재의 주성분과 철이 용착을 일으켜, 결손이 생기는 경우가 있다. 두께가 10㎛ 이하이면, 절삭성능에 대하여 영향이 없는 것으로 연구결과 판명되었다.The outermost layer and the lowermost layer are layers which are inevitably formed in order to obtain the intermediate layer, which is the most important layer, each of which requires at least 0.1 μm in thickness, but when the thickness exceeds 10 μm, the main component of the workpiece and iron are welded during cutting, Defects may occur. If the thickness is 10 μm or less, the results of the study show that there is no influence on cutting performance.

상기 구조의 본 발명의 질소 함유 소결 경질 합금은, 바람직한 실시예에 있어서는, 합금 표면부에, Ni 및 Co가 주성분인 금속 결합상과 WC를 함유하는 삼출층(1) 바로 밑에 금속 결합상을 전혀 함유하지 않거나, 또는 함유한다고 해도 2체적% 이하 밖에 함유하지 않는 영역을 가지며, 또한 이 영역의 두께는 삼출층(1)의 바로 밑으로부터 내부 방향으로 2㎛ 이상 100㎛이하(바람직하게는 2㎛ 내지 50㎛)이다. 이러한 구조에 의하면, 삼출층(1) 바로 밑의 상기 영역이 대단히 고경도로 되어 내마모성과 내열충격성을 양립시킬 수 있다.In the preferred embodiment, the nitrogen-containing sintered hard alloy of the present invention has the metal-bonded phase under the extruded layer 1 containing WC and the metal-bonded phase containing Ni and Co as main components in the alloy surface portion. It does not contain or contains the area which contains only 2 volume% or less, and the thickness of this area | region is 2 micrometers or more and 100 micrometers or less (preferably 2 micrometers) from the bottom of the exudation layer 1 in an inner direction. To 50 µm). According to such a structure, the said area | region just under the exudation layer 1 becomes very high hardness, and can be compatible with abrasion resistance and thermal shock resistance.

상기 구조에서, Co 및 Ni을 주성분으로 하는 금속 결합상을 합금 표면부에 2체적% 이하 함유시키는 것은, 금속 결합상이 그 이상의 비율로 존재하면, 내마모성의 현저한 향상이 인정되지 않기 때문이다. 또한, 삼출층(1) 바로 밑의 상기 영역의 두께를 2㎛ 이상 100㎛ 이하로 하는 것은, 이 영역의 두께가 2㎛ 미만이면, 내마모성의 향상이 인정되지 않고, 100㎛를 초과하면, 역으로 너무 딱딱해져서 부서지기 쉽고 내결손성의 열화를 초래하기 때문이다.In the above structure, 2 vol% or less of the metal-bonded phase containing Co and Ni as a main component is contained in the alloy surface portion because a significant improvement in wear resistance is not recognized when the metal-bonded phase is present in a higher ratio. In addition, when the thickness of this area | region just under the exudation layer 1 shall be 2 micrometers or more and 100 micrometers or less, if the thickness of this area | region is less than 2 micrometers, the improvement of abrasion resistance will not be recognized and if it exceeds 100 micrometers, This is because it becomes too hard to cause brittleness and deterioration of fracture resistance.

상기 구조의 본 발명의 질소 함유 소결 경질 합금은 또 다른 바람직한 실시예에서는, 삼출층(1)의 바로 밑에 WC를 전혀 함유하지 않거나 함유한다고 해도 2체적% 이하 밖에 함유하지 않는 영역이 합금의 내부 방향으로 1㎛ 이상 500㎛ 이하(바람직하게는 20㎛ 내지 100㎛)의 두께를 갖는다. 또한, 이러한 조건하에서, 삼출층(1)의 바로 밑의 상기 영역 바로 밑으로부터 내부 방향으로 WC의 체적%가 점차 증가하고, 삼출층(1) 바로 밑으로부터 1㎜ 이내의 깊이(바람직하게는 0.3 내지 0.7㎜의 깊이)에서 WC 체적%가 합금 전체의 평균 WC체적%가 되는 것이 바람직하다. 이러한 구조에 따르면, WC가 존재하므로써 합금 전체의 영률이 높아지고, 기계적 강도가 극히 높아진다. 추가로, 합금 표면부에는 WC를 존재시키지 않고 내부에만 WC를 존재시킴으로서 내열충격성과 내결손성을 양립시킬 수 있다.In another preferred embodiment of the nitrogen-containing sintered hard alloy of the present invention having the above structure, a region containing no WC or only 2% by volume or less even under the exudation layer 1 contains an internal direction of the alloy. It has a thickness of 1 micrometer or more and 500 micrometers or less (preferably 20 micrometers-100 micrometers). Further, under these conditions, the volume% of WC gradually increases from just below the region just below the exudation layer 1 to the inside, and within 1 mm from the bottom of the exudation layer 1 (preferably 0.3). To a depth of 0.7 mm), the WC volume% is preferably the average WC volume% of the entire alloy. According to this structure, the presence of WC increases the Young's modulus of the entire alloy, and the mechanical strength is extremely high. In addition, it is possible to make both the thermal shock resistance and the fracture resistance by providing the WC only inside the alloy surface portion without the presence of WC.

상기 구조에서, 삼출층(1) 바로 밑의, WC를 함유하지 않거나, 또는 함유한다고 해도 2체적% 이하 밖에 함유하지 않는 영역의 내부 방향으로의 두께를 1㎛ 이상 500㎛ 이하로 하는 것은, 두께가 1㎛ 미만이면 WC에 의한 경도 저하의 영향을 받아서 내마모성의 열화를 초래하고, 500㎛를 초과하면 WC에 의한 합금 자체의 인성 강화 효과가 얻어지지 않기 때문이다.In the above structure, the thickness in the inner direction of the region immediately below the exudation layer 1 that does not contain WC or contains only 2% by volume or less is 1 µm or more and 500 µm or less. It is because when the hardness is less than 1 µm, the wear resistance is affected by the decrease in hardness due to WC, and when the thickness exceeds 500 µm, the toughening effect of toughening of the alloy itself by WC is not obtained.

또한, 위에서 언급한 본 발명의 합금의 구조는, 규정의 조성에서 소결온도를 1350℃ 내지 1700℃로 하고 소결 대기와 냉각속도를 조작하므로써 수득할 수 있다. 삼출층(1) 내부의 3개의 층 두께는 소결 대기와 냉각속도를 제어함으로써 조정할 수 있다.In addition, the structure of the alloy of the present invention mentioned above can be obtained by operating the sintering atmosphere and the cooling rate at a sintering temperature of 1350 ° C to 1700 ° C in the prescribed composition. The three layer thicknesses in the exudation layer 1 can be adjusted by controlling the sintering atmosphere and the cooling rate.

또한, WC의 체적%에 대해서는, 다음과 같은 측정법을 사용한다. WC 체적%가 공지되어 있는 WC-Co의 초경 합금의 단면을 러빙하고, 4800배의 SEM 사진을 촬영한다. 화상 회절 장치를 사용하여 사진내에서 WC가 점유하는 면적을 산출하고, WC 체적%와 화상 회절장치를 사용한 WC의 점유면적과의 검량선을 그린다. 본 발명의 합금에 대해서는, 관찰하고 싶은 부위를 단면 러빙하고, 화상 회절 장치를 사용하여 4800배의 SEM 사진으로부터 WC의 점유 면적을 산출하여, 검량선에 의해 WC의 체적%를 구한다.In addition, about the volume% of WC, the following measuring methods are used. The cross section of the cemented carbide of WC-Co, known as WC volume%, is rubbed and a SEM photograph of 4800 times is taken. The area occupied by the WC in the photograph is calculated using an image diffraction apparatus, and a calibration curve is drawn between the WC volume% and the occupied area of the WC using the image diffraction apparatus. For the alloy of the present invention, the site to be observed is subjected to cross-sectional rubbing, and the occupied area of the WC is calculated from a 4800-fold SEM photograph using an image diffraction apparatus, and the volume% of the WC is obtained from the calibration curve.

이하, 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 설명한다.Hereinafter, specific examples of the present invention will be described.

[실시예 1]Example 1

평균 입자 직경이 2㎛이고 유심(有芯) 구조의 외곽부분이 반사전자현미경상에서 순백으로 보이고 심부분이 새까맣게 보이는 (Ti0.85Ta0.04Nb0.04Wo0.07)(C0.56No0.44) 분말, 평균 입자 직경이 0.7㎛인 WC 분말, 평균 입자 직경이 1.5㎛인 Ni 분말 및 Co 분말을 각각 45중량%, 40중량%, 7중량% 및 8중량%의 비율로 습식 혼합하고, 형압하여 성형한 다음, 10-2Torr의 진공 속에서 1200℃에서 탈기시킨다. 그 후, 질소 가스 분압 30Torr에서 1450℃에서 1시간 동안 소결한 다음, 진공 속에서 5℃/분으로 냉각시켜 시료 1을 형성한다. 시료 1의 Ti 함유량은 TiCN 환산으로 34중량%, W 함유량은 WC 환산으로 45중량%, Ta 및 Nb 함유량은 TaC+Nb 환산으로 6중량%이다. 또한, N/(C+N)은 원자비로 0.3이다. 연질층 바로 밑으로부터 두께 10㎛의 영역에서는 WC 입자가 전혀 존재하지 않고, 가장 바깥 표면으로부터 1㎜의 깊이에서는 내부의 WC를 함유하는 경질상의 존재량은 15체적%이다.Powder with average particle diameter of 2 µm and outer part of core structure appearing white on reflecting electron microscope and black part of core (Ti 0.85 Ta 0.04 Nb 0.04 Wo 0.07 ) (C 0.56 No 0.44 ) Powder, average particle diameter WC powders having a thickness of 0.7 µm, Ni powders having a mean particle diameter of 1.5 µm, and Co powders were wet-mixed at a ratio of 45% by weight, 40% by weight, 7% by weight and 8% by weight, respectively, and molded by pressing. Degassing at 1200 ° C. in a vacuum of −2 Torr. Thereafter, the mixture was sintered at 1450 ° C. for 1 hour at a nitrogen gas partial pressure of 30 Torr, and then cooled to 5 ° C./min in vacuum to form Sample 1. Ti content of Sample 1 is 34 weight% in terms of TiCN, W content is 45 weight% in terms of WC, and Ta and Nb content are 6 weight% in terms of TaC + Nb. In addition, N / (C + N) is 0.3 by an atomic ratio. In the area | region of 10 micrometers in thickness from just below a soft layer, WC particle | grains do not exist at all, and at the depth of 1 mm from the outermost surface, the amount of the hard phase containing an internal WC is 15 volume%.

비교하기 위해, 종래의 제법에 의해 형성된 샘플로서 시료 2 내지 4를 형성시킨다. 시료 2는 시료 1과 동일한 형압 성형체를 질소 분압 5Torr에서 1400℃에서 소결한 것이다. 또한, 시료 3은 시료 2와 동일한 소결체를 소결 후에 CO분압 200Torr에서 냉각시킨 것이다. 또한, 시료 4는 시료 2와 동일한 소결체를 소결 후에 질소 분압 180Torr에서 냉각시킨 것이다.For comparison, Samples 2 to 4 are formed as samples formed by conventional manufacturing methods. Sample 2 is obtained by sintering the same press-formed body as in Sample 1 at 1400 ° C. under a nitrogen partial pressure of 5 Torr. In addition, sample 3 cools the same sintered compact as sample 2 after CO sintering at 200 Torr. In addition, sample 4 cools the same sintered compact as sample 2 after nitrogen sintering at 180 Torr of nitrogen pressure.

시료 2 내지 4의 구조는 연질층 바로 밑의 WC를 함유 하는 경질상의 존재량이 각각 10체적%, 15체적%, 5체적%이다. 추가로, 시료 1과 동일한 원료 이외에, 평균 입자 직경 1 내지 3㎛의 TaC, NbC, ZrC 및 VC를 사용하여, 하기 표 1에 나타낸 중량 비율로 배합하고, 시료 1과 동일한 공정으로 소결 합금을 형성시켜 표 1에 나타낸 환산 함유량을 가진 시료 5 내지 10으로 한다. Ni, Co, ZrC 및 VC는 환산 함유량이 배합 조성과 거의 동일한 양이므로, 기재를 생략한다. 또한, 이때의 N/(C+N)의 원자비, 합금 표면부의 연질층 바로 밑의 WC를 함유하는 경질상이 1체적% 이하인 층의 두께 및 가장 바깥 표면으로부터 1㎜의 깊이에 있는 WC를 함유하는 경질상의 존재량을 하기 표 2에 나타내었다.The structures of Samples 2 to 4 are 10 vol%, 15 vol% and 5 vol%, respectively, of the hard phase containing WC just below the soft layer. Further, in addition to the same raw material as Sample 1, using TaC, NbC, ZrC, and VC having an average particle diameter of 1 to 3 µm, they were blended in the weight ratio shown in Table 1 below, and a sintered alloy was formed in the same process as Sample 1. It is set as the samples 5-10 with conversion content shown in Table 1. Since Ni, Co, ZrC, and VC are equivalent amounts of compounding composition substantially, description is abbreviate | omitted. In addition, at this time, the atomic ratio of N / (C + N), the thickness of the layer containing 1 wt% or less of the hard phase containing WC just below the soft layer of the alloy surface portion, and the WC at a depth of 1 mm from the outermost surface are contained. The amount of hard phase present is shown in Table 2 below.

각각의 시료1 내지 10의 질소 함유 소결 경질 합금에 대해서, 하기 표 3의 절삭조건 1 내지 3을 사용하여 절삭가공을 실시하고, 그 결과 하기 표 4에 나타낸 판정 결과를 얻는다.The nitrogen-containing sintered hard alloys of each of Samples 1 to 10 were subjected to cutting using the cutting conditions 1 to 3 shown in Table 3 below, and as a result, the determination results shown in Table 4 below were obtained.

표 4에 나타낸 판정 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 제1 국면 또는 제2 국면의 조건을 만족하는 조성 등을 가진 시료 1, 5 및 6을 사용한 경우에는, 본 발명의 조건에서 벗어나는 조성 등을 가진 시료 2 내지 4 및 7 내지 10을 사용한 경우와 비교하여 모두 우수한 내마모성, 인성 및 내열충격성을 나타낸다.As can be seen from the determination results shown in Table 4, when samples 1, 5 and 6 having a composition satisfying the conditions of the first or second aspect of the present invention are used, the composition deviates from the conditions of the present invention. Compared with the samples 2 to 4 and 7 to 10 having the back and the like, both exhibit excellent wear resistance, toughness and thermal shock resistance.

[실시예 2]Example 2

하기 표 5에 나타낸 원료 분말을 사용하여 각각의 환산 함유 중량이 되도록 배합 및 혼합분쇄하여 시료 11 내지 23을 성형한다. 여기서, TiCN 분말은 평균 입자 직경이 2㎛이고 C/N 원자비가 5/5인 것을 사용하고, 그외의 분말은 평균 입자 직경 1 내지 3㎛의 것을 사용한다. 시료 12는 Ta 및 Nb 공급원으로서 평균 입자 직경 1.5㎛의 (TaNb)C분말[TaC: NbC = 2:1(중량비)]을 사용하고, 시료 17은 Ti 및 W공급원으로서 평균 입자 직경 2㎛의 (TiW)(CN) 분말을 사용한다. 이들 고용체 원료 분말의 배합량에 대해서는 표 5에서 단체(單體)의 화합물로 환산하여 나타내었다. 각 시료의 배합 조성에 대해서는, 환산 함유량이 배합 조성과 거의 동량이므로 기재를 생략하였다.Samples 11 to 23 are molded by blending and mixing and pulverizing the raw powders shown in Table 5 to the respective weight-containing weights. Here, the TiCN powder uses an average particle diameter of 2 µm and a C / N atomic ratio of 5/5, and the other powders use an average particle diameter of 1 to 3 µm. Sample 12 used a (TaNb) C powder [TaC: NbC = 2: 1 (weight ratio)] having an average particle diameter of 1.5 mu m as a Ta and Nb source, and Sample 17 had an average particle diameter of 2 mu m as a Ti and W source ( TiW) (CN) powder is used. The compounding quantities of these solid solution raw material powders are shown in Table 5 in terms of single compound. About the compounding composition of each sample, description was abbreviate | omitted since conversion content is substantially the same as a compounding composition.

시료 11 내지 23을 10 Torr의 진공 속에서 3℃/분으로 승온시키고, 1200℃에서 15분간 탈기시킨 후, 질소 가스 분압 15 내지 40Torr, 1450℃에서 1시간 동안 소결한 다음, 진공 속에서 3℃/분으로 1200℃까지 제어냉각시키고, 질소급냉시킨다. 시료 11 및 12에 대해서는, 동일 조건에서의 소결 후에, 냉각조건을 변화시켜 시료 11A 내지 11C와 12A 내지 12C를 형성시킨다. 이들 중, 11A 및 12A는 시료 11 및 12와 각각 동일한 조건에서 소결한 후, CO 분압 150Torr로 냉각시키고, 시료 11B 및 12B에 대해서는, 질소 분압 200Torr로 냉각시키며, 시료 11C 및 12C에 대해서는 1530℃까지 승온시킨 후, 1.5시간 동안 소결한 후에 제어냉각시킨다.Sample 11 to 23 10 After heating to 3 ° C./min in a vacuum of Torr, degassing at 1200 ° C. for 15 minutes, sintering at a nitrogen gas partial pressure of 15 to 40 Torr, 1450 ° C. for 1 hour, and then at 1200 ° C. at 3 ° C./min in vacuum Controlled cooling and nitrogen quenching. For samples 11 and 12, after sintering under the same conditions, cooling conditions are changed to form samples 11A to 11C and 12A to 12C. Among them, 11A and 12A were sintered under the same conditions as Samples 11 and 12, and then cooled to CO partial pressure of 150 Torr, cooled to nitrogen partial pressure of 200 Torr for samples 11B and 12B, and up to 1530 ° C for samples 11C and 12C. After the temperature was raised, sintering for 1.5 hours was followed by controlled cooling.

시료 11 내지 23 및 시료 11A 내지 11C, 12A 내지 12C의 N/(C+N) 원자비, 합금 표면부의 연질층 바로 밑의 WC를 함유하는 경질상이 1체적% 이하인 영역의 두께 및 가장 바깥 표면으로부터 1㎜의 깊이에서의 WC를 함유하는 경질상의 존재량을 하기 표 6에 나타내었다.N / (C + N) atomic ratios of samples 11 to 23 and samples 11A to 11C and 12A to 12C, from the thickness and the outermost surface of the region where the hard phase containing WC just below the soft layer of the alloy surface portion is 1% by volume or less; The amount of hard phase containing WC at a depth of 1 mm is shown in Table 6 below.

표 6에 나타낸 각각의 시료에 대해서, 하기 표 7에 나타낸 절삭조건 4 내지 6으로 잘삭가공을 실시하고, 하기 표 8에 나타낸 판정 결과를 수득한다. 비교를 위해, 시판되는 피복 초경합금 P 10등급에 대해서도 절삭시험을 수행한다.For each of the samples shown in Table 6, cutting was carried out under cutting conditions 4 to 6 shown in Table 7 below to obtain the determination results shown in Table 8 below. For comparison, cutting tests are also carried out on commercially available coated cemented carbide P grades.

표 8에 나타낸 판정 결과에서 알 수 있듯이, 본 발명의 제1 국면 또는 제2 국면의 조건을 만족하는 조성 등을 가진 시료 11, 12 및 13 내지 17을 사용한 경우에는, 본 발명의 조건에서 벗어난 조성 등을 가진 시료 11A 내지 11C, 12A 내지 12C 및 18 내지 23을 사용한 경우와 비교하여 모두 우수한 내마모성, 인성 및 내열충격성을 나타낸다.As can be seen from the determination results shown in Table 8, when samples 11, 12, and 13 to 17 having compositions or the like satisfying the conditions of the first or second aspect of the present invention were used, the compositions deviated from the conditions of the present invention. Compared with the samples 11A to 11C, 12A to 12C, and 18 to 23 having the back and the like, all showed excellent wear resistance, toughness and thermal shock resistance.

[실시예 3]Example 3

원료 분말로서, 평균 입자 직경 1.5㎛의 TiCN 분말, WC 분말, TaC 분말, NbC 분말, NoC 분말, VC 분말, (TiWTaNb)CN분말, Co 분말 및 Ni 분말을 사용하여 이들 원료 분말을 표 9의 A에 나타낸 조성으로 배합하고, 습식 아토라이터에서 12시간 동안 혼합한 후, 1.5ton/㎠의 압력에서 CNMG 432 형상의 압분체를 제조하고, 이 압분체에 호닝(honing) 처리를 실시한 후, 표 10에 나타낸 소결조건에서 표 11 내지 표 13의 구조를 한 소결 경질 합금을 제조한다. 이들 표에서, 「삼출층 바로 밑으로부터 내부로의 구조」란 삼출층 바로 밑을 0으로 하여 합금 내부를 향해 깊이에 따라 변화하는 경질상 또는 결합상의 조성 비율을 나타낸다. 예를 들면, 시료 번호 a-7에서는 삼출층 바로 밑의 WC 양은 삼출층 바로 밑으로부터 내부까지 합금의 평균 WC 체적%가 되고, 한편 결합상 양은 2.5㎛까지 1.8체적%이며, 2.5㎛ 내지 60㎛의 사이에서 점차 증가하고, 60㎛보다 내부에서는 합금의 평균 결합상 체적%가 된다. 각 깊이에서의 잔부의 경질상 양은, 경질상 양 = 100-(합금의 평균 결합상 체적%)-(합금의 평균 WC 체적%)로 나타낸다.As raw material powders, these raw material powders were prepared using TiCN powder, WC powder, TaC powder, NbC powder, NoC powder, VC powder, (TiWTaNb) CN powder, Co powder and Ni powder having an average particle diameter of 1.5 µm. After blending with the composition shown in the following, mixing for 12 hours in a wet Ato Writer, to produce a CNMG 432-shaped green compact at a pressure of 1.5ton / ㎠, and subjected to the honing treatment, Table 10 Sintered hard alloys having the structures shown in Tables 11 to 13 were prepared under the sintering conditions shown in FIG. In these tables, the "structure from directly below the exudation layer" refers to the composition ratio of the hard phase or the bonded phase that changes with depth toward the inside of the alloy with 0 just under the exudation layer. For example, in Sample No. a-7, the amount of WC immediately under the exudation layer is the average WC volume% of the alloy from just under the exudation layer to the inside, while the amount of the bonding phase is 1.8 vol% to 2.5 μm, and 2.5 μm to 60 μm. It gradually increases between and becomes 60% of the average bonded phase volume of the alloy inside from 60 micrometers. The amount of hard phase in the remainder at each depth is expressed as amount of hard phase = 100-(% of the average bonded phase volume of the alloy)-(average of the WC volume of the alloy).

a-1 내지 a-15의 시료에 대해서 (A)의 조건에서 내열충격성 시험을 수행하고 (b)의 조건에서 내마모시험을 수행한다. 결과는 표 14에 나타내었다.The samples of a-1 to a-15 are subjected to the thermal shock test under the conditions of (A) and to the abrasion resistance test under the conditions of (b). The results are shown in Table 14.

(A) 피삭재 SCM 435(HB: 250) 4개의 홈이 파임(A) four workpieces SCM 435 (HB: 250)

절삭 속도 100(m/min)Cutting speed 100 (m / min)

홈 1.5(㎜)Groove 1.5 (mm)

이송 속도 0.20(㎜/rev.)Feed rate 0.20 (mm / rev.)

절삭 시간 30초30 sec cutting time

습식Wet

(B) 피삭재 SCM 435(HB: 250)(B) Workpiece SCM 435 (HB: 250)

절삭 속도 180(m/min)Cutting speed 180 (m / min)

홈 1.5(㎜)Groove 1.5 (mm)

이송 속도 0.30(㎜/rev.)Feed rate 0.30 (mm / rev.)

절삭 시간 20초Cutting time 20 sec

습식Wet

TiCN과 WC가 경질상인 소결 경질 합금에서, 규정과 같은 삼출층을 겸비하면, 종래 이상의 내열충격성이 수득될 수 있음을 알 수 있다. 또한, 규정내의 결합상 분포가 있으면, 내마모성이 향상되고, 규정내의 WC 분포가 있으면, 추가로 내열충격성이 향상됨을 알 수 있다.In the sintered hard alloy in which TiCN and WC are hard phases, it can be seen that the combination of the exudation layer as specified in the present invention can provide more than the conventional thermal shock resistance. In addition, it can be seen that the wear resistance is improved when there is a binding phase distribution in the specification, and the thermal shock resistance is further improved when there is a WC distribution in the specification.

[실시예 4]Example 4

상기 실시예 3의 경우와 동일하게 원료 분말을 표 9의 B에 나타낸 조성으로 배합하여 실시예 3과 동일한 방법으로 압분체를 형성하고, 여기에 호닝 처리를 실시한 후, 표 10에 나타낸 소결조건에서 표 15 내지 표 17에 나타낸 구조의 소결 합금을 형성한다. 그리고, b-1 내지 b-15의 시료에 대해서 (C)의 조건에서 내열충격성 시험을 수행하고 (D)의 조건에서 내마모성 시험을 수행한다. 결과를 표 18에 나타내었다.In the same manner as in Example 3, the raw powder was blended in the composition shown in B of Table 9 to form a green compact in the same manner as in Example 3, and after the honing treatment was performed, A sintered alloy of the structure shown in Tables 15 to 17 is formed. Then, the thermal shock resistance test is carried out under the conditions of (C) to the samples of b-1 to b-15, and the wear resistance test is performed under the conditions of (D). The results are shown in Table 18.

(C) 피삭재 SCM 435(HB: 300); 4개의 홈이 파임(C) workpiece SCM 435 (HB: 300); 4 grooves

절삭 속도 120((m/min)Cutting speed 120 ((m / min)

홈 1.5(㎜)Groove 1.5 (mm)

이송 속도 0.20(㎜/rev.)Feed rate 0.20 (mm / rev.)

절삭 시간 30초30 sec cutting time

습식Wet

(D) 피삭재 SCM 435(HB: 300)(D) Workpiece SCM 435 (HB: 300)

절삭 속도 200(m/min)Cutting speed 200 (m / min)

홈 1.5(㎜)Groove 1.5 (mm)

이송 속도 0.30(㎜/rev.)Feed rate 0.30 (mm / rev.)

절삭 시간 20초Cutting time 20 sec

습식Wet

4A족, 5A족 및 6A족이 경질상인 소결 경질 합금에서 규정과 같은 삼출층을 겸비하면, 종래 이상의 내열충격성이 수득됨을 알 수 있다. 또한, 규정내의 결합상 분포가 있으면, 내마모성이 향상되고, 규정내의 WC 분포가 있으면, 추가로 내열충격성이 향상될 수 있음을 알 수 있다.It can be seen that when the 4A, 5A, and 6A groups have a hard phase sintered hard alloy as well as the exudation layer as specified, thermal shock resistance higher than the conventional one is obtained. In addition, it can be seen that abrasion resistance is improved when there is a binding phase distribution in the specification, and that thermal shock resistance can be further improved when there is a WC distribution in the specification.

[실시예 5]Example 5

상기 실시예 3의 경우와 동일한 원료 분말을 표 9의 C에 나타낸 조성으로 배합하여, 실시예 3과 동일한 방법으로 압분체를 형성하고, 여기에 호닝 처리를 실시한 후, 표 10에 나타낸 소결조건에서 표 19 내지 표 21에 나타낸 구조의 소결 합금을 형성한다. 그리고, C-1 내지 C-15의 시료에 대하여 (E)의 조건에서 내열충격성 시험을 수행하고 (F)의 조건에서 내마모성 시험을 수행한다. 결과를 표 22에 나타내었다.The same raw material powder as in Example 3 was combined with the composition shown in C of Table 9 to form a green compact in the same manner as in Example 3, and after the honing treatment was performed, under the sintering conditions shown in Table 10 A sintered alloy of the structure shown in Tables 19 to 21 is formed. Then, the thermal shock resistance test is carried out under the conditions of (E) to the samples of C-1 to C-15, and the wear resistance test is performed under the conditions of (F). The results are shown in Table 22.

(E) 피삭재 SCM 435(HB: 280); 4개의 홈이 파임(E) workpiece SCM 435 (HB: 280); 4 grooves

절삭 속도 120(m/min)Cutting speed 120 (m / min)

홈 1.5(㎜)Groove 1.5 (mm)

이송 속도 0.20(㎜/rev.)Feed rate 0.20 (mm / rev.)

절삭 시간 30초30 sec cutting time

습식Wet

(F) 피삭재 SCM 435(HB: 280)(F) Workpiece SCM 435 (HB: 280)

절삭 속도 200(m/min)Cutting speed 200 (m / min)

홈 1.5(㎜)Groove 1.5 (mm)

이송 속도 0.30(㎜/rev.)Feed rate 0.30 (mm / rev.)

절삭 시간 20분20 min cutting time

습식Wet

4A족, 5A족 및 6A족의 고용체 경질층을 원료로 하는 소결 경질 합금에서 규정과 같은 삼출층을 겸비하면, 종래 이상의 내열충격성이 수득될 수 있음을 알수 있다. 또한, 규정내의 결합상 분포가 있으면, 내마모성이 향상되고, 규정내의 WC 분포가 있으면, 추가로 내열충격성이 향상됨을 알 수 있다.It can be seen that when the sintered hard alloy containing solid solution solid layers of Groups 4A, 5A, and 6A as a raw material is combined with the exudation layer as specified, thermal shock resistance of the prior art can be obtained. In addition, it can be seen that the wear resistance is improved when there is a binding phase distribution in the specification, and the thermal shock resistance is further improved when there is a WC distribution in the specification.

[실시예 6]Example 6

표 11에 나타낸 a-1 및 a-2와 표 21에 나타낸 d-1의 시료에 대하여 (G)의 조건에서 내열충격성 시험을 수행한다. 결과는 표 23에 나타내었다.The thermal shock resistance test was carried out under the conditions of (G) on the samples a-1 and a-2 shown in Table 11 and d-1 shown in Table 21. The results are shown in Table 23.

(G) 피삭재 SCM435(HB: 280); 4개의 홈이 파임(G) Workpiece SCM435 (HB: 280); 4 grooves

절삭 속도 100(m/min)Cutting speed 100 (m / min)

홈 1.5(㎜)Groove 1.5 (mm)

이송 속도 0.20(㎜/rev.)Feed rate 0.20 (mm / rev.)

절삭 시간 30초30 sec cutting time

습식Wet

(G)에 대해서는 40개의 절단칼날중의 결손 절단칼날의 수를 기재함.For (G), the number of missing cutting blades in the 40 cutting blades is described.

삼출층을 겸비해도, WC를 주성분으로 하는 층이 존재하지 않으면, 내열충격성의 향상은 인지되지 않음을 알 수 있다.Even if it has an exudation layer, when the layer which has WC as a main component does not exist, it turns out that the improvement of a thermal shock resistance is not recognized.

Claims (12)

(Ti·WxMy)(CuN1-u)(단, M은 W를 제외한 주기율표 6A족 금속 중의 1종 이상이고, 0x1이며, 0y≤0.9이고, 0u0.9이다) 및 WC를 함유하는 경질상을 75중량% 이상 95중량% 이하 함유하고, Ni, Co 및 불가피한 불순물을 함유하는 결합상을 5중량% 이상 25중량% 이하 함유하며, Ti를 탄화물, 질화물 또는 탄질화물로 환산하여 5중량% 이상 60중량% 이하, W를 탄화물로 환산하여 30중량% 이상 50중량% 이하, Mo를 탄화물로 환산하여 5중량% 이하 함유하며, 경질상의 질소/(탄소+질소)가 원자비로 0.2 이상 0.5 미만이고, 가장 바깥 표면에 결합상 금속과 WC를 함유하는 연질층이 존재하고, 당해 연질층 바로 밑에 3㎛ 이상 30㎛ 이하의 두께로 WC를 함유하는 경질상이 거의 존재하지 않는 층을 갖는 질소 함유 소결 경질 합금.(Ti.W x M y ) (C u N 1-u ) (wherein M is at least one of Group 6A metals in the periodic table excluding W, 0x1, 0y ≦ 0.9, and 0u0.9) and WC It contains 75 wt% or more and 95 wt% or less of the hard phase, and contains 5 wt% or more and 25 wt% or less of the combined phase containing Ni, Co and inevitable impurities, and converts Ti into carbides, nitrides or carbonitrides. 5 wt% or more and 60 wt% or less, 30 wt% or more and 50 wt% or less in terms of carbide, 5 wt% or less in terms of carbide, and hard nitrogen / (carbon + nitrogen) in atomic ratio A layer containing at least 0.2 and less than 0.5 and having a soft layer containing a binding phase metal and WC on the outermost surface, and having almost no hard phase containing WC at a thickness of 3 µm or more and 30 µm or less under the soft layer. Having a nitrogen-containing sintered hard alloy. 제1항에 있어서, WC를 함유하는 경질상이 거의 존재하지 않는 층으로부터, 가장 바깥 표면으로부터의 최대 깊이 1㎜까지, 내부를 향해 WC를 함유하는 경질상의 존재량이 점차 증가하는 질소 함유 소결 경질 합금.The nitrogen-containing sintered hard alloy according to claim 1, wherein the amount of the hard phase containing WC gradually increases from the layer where the hard phase containing WC is hardly present to the maximum depth of 1 mm from the outermost surface. 제1항 또는 제2항에 있어서, WC를 함유하는 경질상의 존재량이, 가장 바깥 표면으로부터 1㎜ 이상의 깊이의 내부에서 5체적% 이상 50체적% 미만인 질소 함유 소결 경질 합금.The nitrogen-containing sintered hard alloy according to claim 1 or 2, wherein the amount of hard phase containing WC is 5 vol% or more and less than 50 vol% in a depth of 1 mm or more from the outermost surface. (Ti·WxMy)(CuN1-u)(단, M은 Ti 및 W를 제외한 주기율표 4A족, 5A족 및 6A족 금속 중의 1종 이상이고, 0x1이며, 0y≤0.9이고, 0u0.9이다) 및 WC를 함유하는 경질상을 75중량% 이상 95중량% 이하 함유하고, NI, Co 및 불가피한 불순물을 함유하는 결합상을 5중량% 이상 25중량% 이하 함유하며, Ti를 탄화물, 질화물 또는 탄질화물로 환산하여 5중량% 이상 60중량% 이하, W를 탄화물로 환산하여 30중량% 이상 50중량% 이하, Mo를 탄화물로 환산하여 5중량% 이하, Ta와 Nb의 합계 함유량을 탄화물, 질화물 도는 탄질화물로 환산하여 2중량% 이상 15중량% 이하, V, Zr 및 Hf의 합계 함유량을 탄화물, 질화물 또는 탄질화물로 환산하여 5중량% 이하 함유하며, 경질상의 질소/(탄소+질소)가 원자비로 0.2 이상 0.5 미만이고, 가장 바깥 표면에 결합상 금속 및 WC를 함유하는 연질층이 존재하며, 당해 연질층 바로 밑에 3㎛ 이상 30㎛ 이하의 두께로 WC를 함유하는 경질상이 거의 존재하지 않는 층을 갖는 질소 함유 소결 경질 합금.(TiW x M y ) (C u N 1-u ), wherein M is at least one of Group 4A, 5A, and 6A metals of the periodic table excluding Ti and W, 0x1, 0y≤0.9, 0 u0.9) and a WC-containing hard phase containing at least 75% by weight and at most 95% by weight, containing at least 5% by weight and at most 25% by weight of a binding phase containing NI, Co and unavoidable impurities; 5 wt% or more and 60 wt% or less in terms of nitride or carbonitride, 30 wt% or more and 50 wt% or less in terms of carbide, W 5 wt% or less in terms of carbide, and the total content of Ta and Nb 2% by weight to 15% by weight in terms of carbide, nitride or carbonitride, and 5% by weight or less in terms of carbide, nitride or carbonitride in total content of V, Zr and Hf. Nitrogen) in an atomic ratio of 0.2 or more and less than 0.5, and on the outermost surface there is a soft layer containing the binding phase metal and WC. Jilcheung just below the nitrogen-containing sintered hard alloy having a hard phase containing WC layer with a thickness of less than 30㎛ 3㎛ almost non-existent. 제4항에 있어서, WC를 함유하는 경질상이 거의 존재하지 않는 층으로부터, 가장 바깥 표면으로부터의 최대 깊이 1㎜까지, 내부를 향해 WC를 함유하는 경질상의 존재량이 점차 증가하는 질소 함유 소결 경질 합금.5. The nitrogen-containing sintered hard alloy according to claim 4, wherein the amount of hard phase containing WC gradually increases from the layer in which the hard phase containing WC is hardly present to the maximum depth of 1 mm from the outermost surface. 제4항 또는 제5항에 있어서, WC를 함유하는 경질상의 존재량이, 가장 바깥 표면으로부터 깊이 1㎜ 이상의 내부에서 5체적% 이상 50체적% 미만인 질소 함유 소결 경질 합금.The nitrogen-containing sintered hard alloy according to claim 4 or 5, wherein the amount of hard phase containing WC is 5 vol% or more and less than 50 vol% within 1 mm or more from the outermost surface. WC를 필수로 하고, 주기율표의 4A족, 5A족 및 6A족 중에서 선택된 1종 이상의 전이 금속의 질화물, 탄질화물 또는 이들의 복합 탄질화물을 함유하는 경질상과 Ni. Co 및 불가피한 불순물을 함유하는 결합상을 포함하고 합금 표면으로부터 특정한 깊이에 걸쳐서 형성된 삼출층과 당해 삼출층 바로 밑에 존재하는 합금 내부층을 갖는 질소 함유 소결 경질 합금에 있어서, 삼출층은 Ni 및 Co를 주성분으로 하는 금속 결합상과 WC를 함유하고, 삼출층은 내부 방향을 향하여 최외층, 중간층 최하층의 순서로 3개의 층으로 나누어지고, 최외층은 WC가 0체적% 초과 30체적% 이하이며 잔부가 Co 및 Ni를 주성분으로 하는 금속 결합상으로 구성되고, 중간층은 WC가 50체적% 이상 100체적% 이하이며 잔부가 Co 및 Ni를 주성분으로 하는 금속 결합상으로 구성되고, 최하층은 WC가 0체적% 초과 30 체적% 이하이며 잔부가 Co 및 Ni를 주성분으로 하는 금속 결합상으로 구성되며, 최외층의 두께와 최하층의 두께가 각각 0.1㎛ 이상 10㎛ 이하이고, 중간층의 두께가 0.5㎛ 이상 10㎛ 이하인 질소 함유 소결 경질 합금.Hard phase and Ni. Which contain WC and which contain nitrides, carbonitrides or complex carbonitrides of one or more transition metals selected from Groups 4A, 5A and 6A of the periodic table. In a nitrogen-containing sintered hard alloy having an exudation layer formed over a certain depth from the surface of the alloy and containing an alloyed phase containing Co and unavoidable impurities and an alloy inner layer present directly below the exudation layer, the exudation layer is Ni and Co. The main component contains a metal-bonded phase and WC, and the exudation layer is divided into three layers in the order of the outermost layer and the lowermost middle layer toward the inner direction, and the outermost layer has a WC of more than 0% by volume and 30% by volume or less. Consists of a metal-bonded phase composed mainly of Co and Ni, the middle layer is composed of 50 vol% or more and 100 vol% or less in WC, the remainder is composed of a metallic bonded phase composed of Co and Ni as a main component, and the lowest layer is 0 vol% in WC. More than 30 vol% or less, the remainder being composed of a metal bonded phase containing Co and Ni as main components, the thickness of the outermost layer and the thickness of the lowermost layer being 0.1 µm or more and 10 µm or less, respectively. Having a thickness of more than 0.5㎛ 10㎛ than the nitrogen-containing sintered hard alloy. 제7항에 있어서, 합금 내부층이 Co 및 Ni를 주성분으로 하는 금속 결합상을 전혀 함유하지 않거나 2체적% 이하밖에 함유하지 않는 영역을 가지며, 또한 이 영역의 삼출층 바로 밑으로부터 합금 내부층의 내부 방향으로의 두께가 2㎛ 이상 100㎛ 이하인 질소 함유 소결 경질 합금.8. The alloy inner layer according to claim 7, wherein the alloy inner layer has a region containing no metal-bonded phase containing Co and Ni as a main component or only 2 vol% or less, and has an area of the alloy inner layer directly under the exudation layer of this region. Nitrogen containing sintered hard alloy whose thickness in an inner direction is 2 micrometers or more and 100 micrometers or less. 제7항에 있어서, 합금 내부층이 WC를 전혀 함유하지 않거나 2체적% 이하밖에 함유하지 않는 영역을 가지며, 또한 이 영역의 삼출층 바로 밑으로부터 합금 내부층의 내부 방향으로의 두께가 1㎛ 이상 500㎛ 이하인 질소 함유 소결 경질 합금.8. The alloy inner layer according to claim 7, wherein the alloy inner layer has a region containing no WC or only 2% by volume or less, and the thickness of the alloy inner layer from underneath the exudation layer in the inner direction of the alloy inner layer is 1 µm or more. Nitrogen containing sintered hard alloy of 500 micrometers or less. 제9항에 있어서, 합금 내부층의 WC를 전혀 함유하지 않거나 2체적% 이하밖에 함유하지 않는 영역 바로 밑으로부터 내부 방향으로 WC의 체적%가 점차 증가하고, 삼출층 바로 밑으로부터 1㎜이내의 깊이의 합금 내부층에서의 WC의 체적%가 합금 전체의 평균 WC 체적%가 되도록 구성되는 질소 함유 소결 경질 합금.10. The method according to claim 9, wherein the volume% of WC gradually increases in an inward direction from just under the region containing no WC or only 2 vol% or less of the alloy inner layer, and a depth within 1 mm from just below the exudation layer. A nitrogen-containing sintered hard alloy configured so that the volume% of WC in the alloy inner layer of the alloy becomes the average WC volume% of the entire alloy. 제8항에 있어서, 삼출층이 Ni 및 Co를 주성분으로 하는 금속 결합상과 WC를 함유하고, 합금 내부층이 WC를 전혀 함유하지 않거나 2체적% 이하밖에 함유하지 않는 영역을 가지며, 또한 이 영역의 삼출층 바로 밑으로부터 합금 내부층의 내부 방향으로의 두께가 1㎛ 이상 500㎛ 이하인 질소 함유 소결 경질 합금.9. The extruded layer according to claim 8, wherein the exudation layer contains a metal-bonded phase containing Ni and Co and WC, and the alloy inner layer contains no WC or only 2 vol% or less of the alloy. A nitrogen-containing sintered hard alloy having a thickness in the inner direction of the alloy inner layer from just below the exudation layer of. 제11항에 있어서, 합금 내부층의 WC를 전혀 함유하지 않거나 2체적% 이하밖에 함유하지 않는 영역 바로 밑으로부터 합금 내부층의 내부 방향으로 WC의 체적%가 점차 증가하고, 삼출층 바로 밑으로부터 1㎜ 이내의 깊이의 합금 내부층에서의 WC의 체적%가 합금 전체의 평균 체적%가 되도록 구성되는 질소 함유 소결 경질 합금.12. The volume percent of WC in the inner direction of the alloy inner layer gradually increases from just below the region containing no WC or only 2 vol% or less of the alloy inner layer, and from 1 below the exudation layer. A nitrogen-containing sintered hard alloy configured such that the volume% of WC in the alloy inner layer within a depth of mm is the average volume% of the entire alloy.
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