JP2007513256A - ジルコニウム及びニオブを含有する超硬合金体及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
切削速度:500、550m/分、550m/分から、25m/分の段階で、熱過負荷のための塑性変形に起因するインサートの破壊まで増加させる。
供給速度:0.4mm/回転
切削深さ:2.5mm
切削油剤:無し
これらの試験の結果を、下記の表6に示す。
切削速度:320及び340m/分
切削時間:各切削速度について、2分間
供給速度:0.3mm/回転
切削深さ:2.5mm
切削油剤:無し
この結果を、逃げ面摩耗の量をミリメートルで報告する下記の表7に示す。
試験温度:室温RT、400℃、600℃、800℃及び900℃
硬度試験の結果を、下記の表8に示す。
切削速度:450m/分から、25m/分の段階で、熱過負荷のための塑性変形に起因するインサートの破壊まで増加させる。
供給速度:0.4mm/回転
切削深さ:2.5mm
切削油剤:無し
これらの切削試験の結果を、下記の表12に示す。
切削速度:260、300、320及び340m/分
切削時間:各切削速度について、2分間
供給速度:0.5mm/回転
切削深さ:1.5mm
切削油剤:無し。
切削速度:200m/分
切削深さ:2.5mm
供給速度:0.3、0.4、0.5mm/回転、供給速度当たり100回衝撃
切削油剤:無し
供給は、破断が生じるまで、上記の増分に従って増加させた。下記の表16に、靱性試験の結果を示す。
切削速度:400、430、460m/分、30m/分の段階で、熱過負荷のための塑性変形に起因するインサートの破壊まで増加させる。
切削深さ:2.5mm
供給速度:0.3mm/回転
切削油剤:無し
これらの変形抵抗回転切削試験の結果を、表17に示す。
切削速度:208m/分
切削深さ:2.5mm
供給速度:0.4mm/回転
切削油剤:無し
この摩耗回転切削試験の結果を、下記の表18に示す。
(a)炭化タングステン、鉄族の少なくとも1種の金属又はこれらの合金を含有するバインダー金属粉末並びにジルコニウム及びニオブの両方の炭化物及び炭窒化物の少なくとも1種を含有する粉末混合物を提供する工程、
(b)該粉末混合物のグリーンコンパクトを形成する工程、
(c)該グリーンコンパクトを1400〜1560℃の温度で真空焼結又は焼結−HIPする工程
を含み、工程(a)に於いては、ジルコニウム及びニオブの炭化物又は炭窒化物の粉末化固溶体が、該粉末混合物を形成するために用いられる。本発明の焼結超硬合金体は、塑性変形に対する増加した耐性を有し、該焼結超硬合金体から製造された切削工具の改良された耐摩耗性及び延長された寿命をもたらす。更にまた、従来技術の焼結超硬合金体と比較して、気孔率及び焼結歪みの顕著な最小化が、本発明によって得られる。
22 すくい面
24 逃げ面
26 切れ刃
28 穴
Claims (36)
- 炭化タングステン、鉄族の少なくとも1種の金属又はこれらの合金を含有するバインダー相並びに、ジルコニウム、ニオブ及びタングステンの組合せの炭化物及び炭窒化物の少なくとも1種を含む1種又は2種以上の固溶体相を含有する、塑性変形に対する増加した耐性を有する焼結超硬合金体。
- 前記固溶体相の1種が、ジルコニウム、ニオブ及びタングステンの組合せの炭化物又は炭窒化物からなる、請求項1記載の焼結超硬合金体。
- ジルコニウム、ニオブ及びタングステンの組合せの炭化物又は炭窒化物からなる前記固溶体相が、前記焼結超硬合金体の単一の固溶体相である、請求項2記載の焼結超硬合金体。
- 前記固溶体相の1種が、ジルコニウム、ニオブ及びタングステンの組合せの炭化物又は炭窒化物並びにチタン、ハフニウム、バナジウム、タンタル、クロム及びモリブデンの1種又は2種以上の、炭化物、窒化物又は炭窒化物の少なくとも1種を含む、請求項1記載の焼結超硬合金体。
- ジルコニウム、ニオブ及びタングステンの組合せの炭化物又は炭窒化物並びにチタン、ハフニウム、バナジウム、タンタル、クロム及びモリブデンの1種又は2種以上の、炭化物、窒化物又は炭窒化物の少なくとも1種を含む前記固溶体相が、前記焼結超硬合金体の単一の固溶体相である、請求項4記載の焼結超硬合金体。
- 2種又は3種以上の異なった固溶体相が存在し、それぞれが、ジルコニウム、ニオブ及びタングステンの組合せの炭化物又は炭窒化物並びにチタン、ハフニウム、バナジウム、タンタル、クロム及びモリブデンの1種又は2種以上の、炭化物、窒化物又は炭窒化物の少なくとも1種を含む、請求項1記載の焼結超硬合金体。
- 前記少なくとも1種の炭化物、窒化物又は炭窒化物が、チタン、タンタル及びハフニウムの1種又は2種以上のものである、請求項4、5又は6のいずれか1項記載の焼結超硬合金体。
- 前記バインダー相が、コバルト、CoNi−合金又はCoNiFe−合金を含む、請求項1から7のいずれか1項記載の焼結超硬合金体。
- 前記バインダー相が、さらに、クロム及びタングステンの1種又は2種以上を含む、請求項8記載の焼結超硬合金体。
- 前記バインダー相を、前記焼結超硬合金体の全重量の3〜15%含む、請求項1から9のいずれか1項記載の焼結超硬合金体。
- 前記1種又は2種以上の固溶体相(群)のジルコニウム、ニオブ及びタングステンの組合せの炭化物又は炭窒化物の全含有量を、前記焼結超硬合金体の全重量の1〜15%含む、請求項1から10のいずれか1項記載の焼結超硬合金体。
- 元素、チタン、ハフニウム、バナジウム、タンタル、クロム及びモリブデンの全含有量が、前記焼結超硬合金体の全重量の8%を超えない、請求項1から11のいずれか1項記載の焼結超硬合金体。
- チタンを前記焼結超硬合金体の全重量の1〜8%含む、請求項12記載の焼結超硬合金体。
- タンタルを前記焼結超硬合金体の全重量の1〜7%含む、請求項12記載の焼結超硬合金体。
- ハフニウムを前記焼結超硬合金体の全重量の1〜4%含む、請求項12記載の焼結超硬合金体。
- 前記焼結超硬合金体が、0.5よりも大きい質量比Nb/(Zr+Nb)を有する、請求項1から15のいずれか1項記載の焼結超硬合金体。
- 質量比Nb/(Zr+Nb)が0.6以上である、請求項16記載の焼結超硬合金体。
- 前記焼結超硬合金体が、前記窒化物又は炭窒化物の少なくとも1種を含み、および、いかなる固溶体相も含まないが、前記焼結超硬合金体の未被覆表面から約50μmの深さまでバインダー富化した最外帯域を含む、請求項1から17のいずれか1項記載の焼結超硬合金体。
- 前記バインダー富化帯域の下に、前記バインダー富化帯域を除いて、前記焼結超硬合金体を通して均一である、1種の単一固溶体相を有する、請求項18記載の焼結超硬合金体。
- 前記バインダー富化帯域の下に、前記焼結超硬合金体の表面と中心との間に濃度勾配を示す2種又は3種以上の共存する異なった固溶体相を有する、請求項18記載の焼結超硬合金体。
- 1又は2以上の耐摩耗PVD層又はCVD層が、前記焼結超硬合金体の表面上に被覆されている、請求項1から20のいずれか1項記載の焼結超硬合金体。
- 請求項1から20のいずれか1項記載の焼結超硬合金体の製造方法であって、
(a)炭化タングステン、鉄族の少なくとも1種の金属又はこれらの合金を含有するバインダー金属粉末並びにジルコニウム及びニオブの両方の炭化物及び炭窒化物の少なくとも1種を含有する粉末混合物を提供する工程、
(b)前記粉末混合物のグリーンコンパクトを形成する工程、
(c)前記グリーンコンパクトを1400〜1560℃の温度で真空焼結又は焼結−HIPする工程
を含み、工程(a)に於いて、ジルコニウム及びニオブの炭化物又は炭窒化物の粉末化固溶体を使用して、前記粉末混合物を形成することを特徴とする方法。 - 0.5よりも大きい質量比Nb/(Zr+Nb)を有し、ジルコニウム及びニオブの組合せの炭化物又は炭窒化物の固溶体の固溶体を、ジルコニウム及びニオブの組合せの炭化物又は炭窒化物の前記粉末化固溶体として使用する、請求項22記載の方法。
- 0.6以上の質量比Nb/(Zr+Nb)を有し、ジルコニウム及びニオブの組合せの炭化物又は炭窒化物の固溶体の粉末化固溶体を使用する、請求項23記載の方法。
- コバルト、粉末化CoNi−合金又は粉末化CoNiFe−合金を、前記バインダー金属粉末として使用する、請求項22から24のいずれか1項記載の方法。
- 前記バインダー金属粉末が、さらに、クロム及びタングステンの少なくとも1種を含む、請求項25記載の方法。
- 前記バインダー金属粉末を、前記粉末混合物の全重量の3〜15%含む、請求項22から26のいずれか1項記載の方法。
- 前記粉末混合物が、さらに、チタン、ハフニウム、バナジウム、タンタル、クロム及びモリブデンの1種又は2種以上の、炭化物、窒化物又は炭窒化物の少なくとも1種を含む、請求項22から27のいずれか1項記載の方法。
- ジルコニウム及びニオブの組合せの炭化物又は炭窒化物の前記粉末化固溶体を、前記粉末混合物の全重量の1〜15%含む、請求項22から28のいずれか1項記載の方法。
- 前記粉末混合物が、元素、チタン、ハフニウム、バナジウム、タンタル、クロム及びモリブデンの少なくとも1種を、前記粉末混合物の全重量の1〜8%の量で含む、請求項22から29のいずれか1項記載の方法。
- 切削工具の製造のための、請求項1から20のいずれか1項記載の焼結超硬合金体の使用。
- 切削インサートの製造のための、請求項31記載の使用。
- 前記焼結超硬合金体が、いかなる固溶体相も含まないが、未被覆表面から約50μmの深さまでバインダー富化した最外帯域を含む、請求項31又は32記載の使用。
- 前記焼結超硬合金体が、前記バインダー富化帯域の下に、前記バインダー富化帯域を除いて、前記焼結超硬合金体を通して均一である、1種の単一固溶体相を有する、請求項31から33のいずれか1項記載の使用。
- 前記焼結超硬合金体が、前記バインダー富化帯域の下に、2種又は3種以上の共存する異なった固溶体相を有する、請求項31から34のいずれか1項記載の使用。
- 前記切削工具が、更に、前記焼結超硬合金体上に耐摩耗性被覆を含む、請求項31から35のいずれか1項記載の使用。
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