JP5305206B2 - 超硬合金及び超硬工具 - Google Patents
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Description
前記金属元素の化合物からなるセラミックス粒子が、炭化タングステン(WC)粒子を含み、かつ、前記結合相中のBの含有量が0.07質量%以上かつ0.28質量%以下であることを特徴とする。
本発明では、硬さを優先する用途の場合には前記WCの含有量を増大させ、抗折強度や破壊靱性を優先する用途の場合には前記WCの含有量を減少させる。前記WCの含有量が少ないと必要な硬さが極端に低下し、前記WCの含有量が多いと焼結が不十分となり空孔が多くなることで必要な抗折強度が得られないことから、前記WCの含有量を40体積%以上かつ90体積%以下と規定している。
炭化タングステン(WC)の含有量を50体積%とし、Fe−Al結合相中のBの添加量を変化させて焼結体を作製し、抗折強度、硬さ、破壊靱性を測定した。測定結果を表1に示す。
Fe−Al結合相中のBの添加量を0.14質量%とし、炭化タングステン(WC)の含有量を変化させて焼結体を作製し、抗折強度、硬さ、破壊靱性を測定した。このときのFe−Al結合相中のAlの含有量は13.9質量%である。測定結果を表2に示す。
炭化タングステン(WC)の含有量を50体積%とし、Fe−Al結合相中のAlの添加量を変化させて焼結体を作製し、抗折強度、硬さ、破壊靱性を測定した。このときのFe−Al結合相中のBの添加量は0.14質量%である。測定結果を表3に示す。
WC含有量を50体積%とし、Fe−Al結合相中のAlの添加量を33質量%とし、Fe−Al結合相中のBの添加量を0.14質量%とした場合のWC−FeAl焼結体を本実施例の超硬合金とし、そして、WC含有量を70体積%とし、Co結合相とした場合のWC−Co焼結体を従来の超硬合金として、それぞれの超硬合金の銅に対する反応性を比較した。真空度が1.3X10−3の真空中において、各焼結体の上に銅を載置し、常温から1094℃の高温まで昇温した。銅の融点は1085℃であるので上記昇温中に銅は溶融する。そこで、各焼結体における、溶融した銅と焼結体とのぬれ性を調べることとし、溶融した銅が焼結体の上でドーム状になることから、銅と焼結体のつくる接触角度によって、ぬれ性の良否を判定することとした。調査の結果、本実施例のWC−FeAl焼結体における1094℃での銅の接触角度は37.2°であり、従来例のWC−Co焼結体における1094℃での銅の接触角度は11.3°であった。つまり、本実施例の超硬合金のほうが従来例よりも結合相の割合が多いにもかかわらず、本実施例のWC−FeAl焼結体のほうが銅とのぬれ性が悪い結果となった。すなわち、銅に対する反応性はWC−Co焼結体(従来例)よりWC−FeAl焼結体(本実施例)のほうが低い結果となった。したがって、銅を含む材料を高温下で加工する際には、従来の材料を用いた超硬工具に比べて、本発明の開発材を用いた超硬工具のほうが好適であるといえるので、優れた切削工具や金型となる。
Claims (5)
- 金属元素の化合物からなるセラミックス粒子を分散させ、結合相が鉄(Fe)、アルミニウム(Al)、ホウ素(B)、及び不可避不純物からなる超硬合金であって、
前記金属元素の化合物からなるセラミックス粒子が、炭化タングステン(WC)粒子を含み、かつ、前記結合相中のBの含有量が0.07質量%以上かつ0.28質量%以下であることを特徴とする超硬合金。 - 前記結合相中のAlの含有量が10質量%以上かつ33質量%以下であることを特徴とする請求項1記載の超硬合金。
- 前記WCの含有量が40体積%以上かつ90体積%以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の超硬合金。
- 前記金属元素セラミックス粒子が、ホウ化タングステン(WB)、炭化チタン(TiC)、炭窒化チタン(TiCN)、窒化チタン(TiN)、炭化モリブデン(Mo2C)、炭化クロム(Cr3C2)、炭化バナジウム(VC)、炭化タンタル(TaC)のうちいずれか1種以上を含有することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一項に記載の超硬合金。
- 前記請求項1ないし4のいずれか一項に記載の超硬合金からなる超硬工具。
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