JPH04123812A - 耐摩耗性に優れる表面被覆超硬合金ダイス - Google Patents
耐摩耗性に優れる表面被覆超硬合金ダイスInfo
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- JPH04123812A JPH04123812A JP24248690A JP24248690A JPH04123812A JP H04123812 A JPH04123812 A JP H04123812A JP 24248690 A JP24248690 A JP 24248690A JP 24248690 A JP24248690 A JP 24248690A JP H04123812 A JPH04123812 A JP H04123812A
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Landscapes
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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。
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］
本発明は耐摩耗性に優れる線、棒、管引ダイスに関する
ものである。
ものである。
［従来の技術及び発明が解決しようとする課題］従来の
被覆超硬合金ダイスは、炭化タンクステン基超硬合金の
表面に、化学蒸着法または物理蒸着法により結晶状ある
いは非晶賀状セラミックスを被覆している。セラミック
ス被膜の厚さは数μｍて、出来る限りボイド、クラック
などの欠陥を内在させないように製造されている。
被覆超硬合金ダイスは、炭化タンクステン基超硬合金の
表面に、化学蒸着法または物理蒸着法により結晶状ある
いは非晶賀状セラミックスを被覆している。セラミック
ス被膜の厚さは数μｍて、出来る限りボイド、クラック
などの欠陥を内在させないように製造されている。
超硬合金ダイスは硬さの大きい炭化物と硬さの小さいコ
バルト金属とからなる２相合金であるため、鋼を線引す
る場合には鋼とコバルトが凝着して摩耗しやすい。この
欠点を補うために、鋼との凝着性の小さいセラミックス
を超硬合金表面に被覆すると、凝着によフて生じる摩耗
は抑制される。しかし、蒸着ままの結晶状あるいは非晶
質状セラミックスは破壊強度が小さいために被膜が微視
的に破壊し易い。微視的な破壊の集積が摩耗となる。文
献（銘木 壽、［超硬合金と焼結硬質材料」丸善■、Ｐ
２］８）によると、被膜を被覆することにより破壊強度
は５０％低下することが報告されている。被膜の破壊強
度を向上させるために、被膜の厚さ、結晶粒径、結晶構
造に及ぼす成膜条件、成膜後の熱処理法など種々検討さ
れているか十分な効果をあげるに至っていない。そのた
めに、加工硬化した硬さの大きい鋼を高速伸線する場合
、ダイスが微視的に破壊して摩耗しやず〈ダイス寿命の
変動が大きい。現状技術ては超硬合金ダイスと比較して
被覆ダイスの寿命は高々１．２〜３．３倍程度で、被覆
コストを合わせ考えると利点は小さい。従って、微視的
破壊によフて起こる摩耗に対する抵抗の高い表面被覆超
硬合金ダイスの開発が望まれている。
バルト金属とからなる２相合金であるため、鋼を線引す
る場合には鋼とコバルトが凝着して摩耗しやすい。この
欠点を補うために、鋼との凝着性の小さいセラミックス
を超硬合金表面に被覆すると、凝着によフて生じる摩耗
は抑制される。しかし、蒸着ままの結晶状あるいは非晶
質状セラミックスは破壊強度が小さいために被膜が微視
的に破壊し易い。微視的な破壊の集積が摩耗となる。文
献（銘木 壽、［超硬合金と焼結硬質材料」丸善■、Ｐ
２］８）によると、被膜を被覆することにより破壊強度
は５０％低下することが報告されている。被膜の破壊強
度を向上させるために、被膜の厚さ、結晶粒径、結晶構
造に及ぼす成膜条件、成膜後の熱処理法など種々検討さ
れているか十分な効果をあげるに至っていない。そのた
めに、加工硬化した硬さの大きい鋼を高速伸線する場合
、ダイスが微視的に破壊して摩耗しやず〈ダイス寿命の
変動が大きい。現状技術ては超硬合金ダイスと比較して
被覆ダイスの寿命は高々１．２〜３．３倍程度で、被覆
コストを合わせ考えると利点は小さい。従って、微視的
破壊によフて起こる摩耗に対する抵抗の高い表面被覆超
硬合金ダイスの開発が望まれている。
［課題を解決するための手段］
そこで、本発明者等は微視的な破壊を起しにくく、耐摩
耗性に優れたダイスを開発すべく研究を行った結果、被
膜に微細なりラックを付与することによりダイスの耐摩
耗性を著しく向上させることが出来ることを見出した。
耗性に優れたダイスを開発すべく研究を行った結果、被
膜に微細なりラックを付与することによりダイスの耐摩
耗性を著しく向上させることが出来ることを見出した。
この発明は上記の知見に基づくものてあって、その対象
とするダイスは、炭化タングステン基超硬合金の表面に
化学蒸着法により被覆した厚さ２μｍ以上、８μｍ以下
の被膜を有し、該被膜がその表面から炭化タングステン
基超硬合金内まで貫通した以下の八）〜Ｃ）に示す微細
クラックを有することを特徴とする耐摩耗性に優わる表
面被Ｎ超硬合金ダイスに関するものである。
とするダイスは、炭化タングステン基超硬合金の表面に
化学蒸着法により被覆した厚さ２μｍ以上、８μｍ以下
の被膜を有し、該被膜がその表面から炭化タングステン
基超硬合金内まで貫通した以下の八）〜Ｃ）に示す微細
クラックを有することを特徴とする耐摩耗性に優わる表
面被Ｎ超硬合金ダイスに関するものである。
Ａ）クラック深さの平均値：被膜表面から垂直方向に被
膜厚恩」−１被膜厚＋５μｍ以下、Ｂ）クラック幅の平
均値＝１μｍ以下、Ｃ）クラック間隔の平均値：５μｍ
以上、５０μｍ以下［作用］ 成膜法は化学蒸着法（ＣＶＤ）である。被膜はＴｉｅ。
膜厚恩」−１被膜厚＋５μｍ以下、Ｂ）クラック幅の平
均値＝１μｍ以下、Ｃ）クラック間隔の平均値：５μｍ
以上、５０μｍ以下［作用］ 成膜法は化学蒸着法（ＣＶＤ）である。被膜はＴｉｅ。
ＴｉＮ、 Ｔｉ（Ｃ，Ｎ） 、 Ａｌ２Ｏ３のいずれか
１種の層または２種以上を積層したものである。被膜の
厚みは凝着に起因する摩耗を防止するために２μｍ以上
必要である。また、被膜厚みが大きくなると微視的破壊
に起因する摩耗が起り易くなるので最大厚みを８μｍと
しなければならない。
１種の層または２種以上を積層したものである。被膜の
厚みは凝着に起因する摩耗を防止するために２μｍ以上
必要である。また、被膜厚みが大きくなると微視的破壊
に起因する摩耗が起り易くなるので最大厚みを８μｍと
しなければならない。
微細クラックは微視的破壊を抑制するために必要である
。通常、タングステン基超硬合金の表面にセラミックス
を被覆すると、被膜層に引張応力が残留するために、被
覆が微視的に破壊して摩耗しやすくなるとされている。
。通常、タングステン基超硬合金の表面にセラミックス
を被覆すると、被膜層に引張応力が残留するために、被
覆が微視的に破壊して摩耗しやすくなるとされている。
微細クラックは被膜の残留応力を開放するために微視的
破壊を抑制すると考えられる。
破壊を抑制すると考えられる。
クラック深さの平均値は被膜表面から垂直方向に被膜厚
さ以上、被膜厚さ＋５μｍ以下でなけゎばならない。そ
れはクラックが被膜内にとどまると耐破壊性が向上しな
いためであり、超硬合金内の長さが５μｍを越えると耐
破壊特性が急激に低下するためである。
さ以上、被膜厚さ＋５μｍ以下でなけゎばならない。そ
れはクラックが被膜内にとどまると耐破壊性が向上しな
いためであり、超硬合金内の長さが５μｍを越えると耐
破壊特性が急激に低下するためである。
また、クラック幅の平均値は１μｍ以下でなければなら
ない。その理由はクランク幅が犬きくな′ると凝着に起
因する摩耗が著しく大きくなるためである。さらに、ク
ラック間隔の平均値を５μｍ以上、５０μｍ以下とした
のは、５μｍ未満になるとクラック密度が高くなりすぎ
て凝着に起因する摩耗が犬きくなるためてあり、５０μ
ｍを越えるとクラック密度が小ざくなりすぎて耐破壊特
性の向上が十分に得られないためである。
ない。その理由はクランク幅が犬きくな′ると凝着に起
因する摩耗が著しく大きくなるためである。さらに、ク
ラック間隔の平均値を５μｍ以上、５０μｍ以下とした
のは、５μｍ未満になるとクラック密度が高くなりすぎ
て凝着に起因する摩耗が犬きくなるためてあり、５０μ
ｍを越えるとクラック密度が小ざくなりすぎて耐破壊特
性の向上が十分に得られないためである。
このような微細クラックを導入する方法として被膜表面
に鋼球等を噴射する方法あるいは、レーザー、高周波加
熱等熱的方法を適用することが出来る。クシツクの分布
および寸法の確認は被覆したダイスの表面を研磨、腐食
した被膜面及び被膜と直角方向の破断面を電子顕微鏡（
ＳＥＭ）により観察することにより行った。それぞれの
面を１０視野、倍率１００００で撮影した１０枚の写真
からクラック間隔、クラック深さ及び幅を測定して平均
値を求めた。
に鋼球等を噴射する方法あるいは、レーザー、高周波加
熱等熱的方法を適用することが出来る。クシツクの分布
および寸法の確認は被覆したダイスの表面を研磨、腐食
した被膜面及び被膜と直角方向の破断面を電子顕微鏡（
ＳＥＭ）により観察することにより行った。それぞれの
面を１０視野、倍率１００００で撮影した１０枚の写真
からクラック間隔、クラック深さ及び幅を測定して平均
値を求めた。
次に、この発明の耐摩耗性に優れる表面被覆超硬合金線
引ダイスを実施例により具体的に説明する。
引ダイスを実施例により具体的に説明する。
［実施例］
第１表に供試ダイスのクラック寸法と分布、及びそのダ
イスの寿命指数を示す。摩耗によって生じる線径の拡大
量を測定して、拡大５ｋ ： ２／］００ｍｍを寿命基
準とした。寿命指数は各ダイスの寿命を比較ダイスＮ０
１１の寿命で除すことにより求めた。
イスの寿命指数を示す。摩耗によって生じる線径の拡大
量を測定して、拡大５ｋ ： ２／］００ｍｍを寿命基
準とした。寿命指数は各ダイスの寿命を比較ダイスＮ０
１１の寿命で除すことにより求めた。
供試ダイスの超硬合金成分は炭化タングステン（ＷＣ）
： ９０ｗｔＬ Ｃｏ：］Ｏｗｔ＊である。粉砕−混
合一造粒一成形一焼結一研削・研磨工程を経て、孔径９
．３５．８．３．７．４．６．７．６．０．５．４５．
４．９ｍｍの超硬合金ダイスを製造した。この超硬合金
ダイスにＣＶＤ法によりＴｉｅ／Ｔｉ （Ｃ，Ｎ）をこ
の順序に８ｕｍ、及び４μｍＪｇさ被覆した。
： ９０ｗｔＬ Ｃｏ：］Ｏｗｔ＊である。粉砕−混
合一造粒一成形一焼結一研削・研磨工程を経て、孔径９
．３５．８．３．７．４．６．７．６．０．５．４５．
４．９ｍｍの超硬合金ダイスを製造した。この超硬合金
ダイスにＣＶＤ法によりＴｉｅ／Ｔｉ （Ｃ，Ｎ）をこ
の順序に８ｕｍ、及び４μｍＪｇさ被覆した。
この被覆ダイスの半数に平均粒径２００μｍの鋼球を速
度１０〜］ＯＯｍ／ｓｅｃで投射して微細クラックを導
入した。クラックの分布と寸法は被覆ダイスの表面と破
断面を電子顕微鏡（ＳＥＭ）により観察して測定した。
度１０〜］ＯＯｍ／ｓｅｃで投射して微細クラックを導
入した。クラックの分布と寸法は被覆ダイスの表面と破
断面を電子顕微鏡（ＳＥＭ）により観察して測定した。
それぞれの面を１０視野、倍率１００００で撮影した１
０枚の写真からクラック長さ、及びクラック幅及びクラ
ック間隔を測定して平均値を求めた。本発明被覆ダイス
と比較ダイスについて寿命評価を行った。その条件は以
下の通っである。
０枚の写真からクラック長さ、及びクラック幅及びクラ
ック間隔を測定して平均値を求めた。本発明被覆ダイス
と比較ダイスについて寿命評価を行った。その条件は以
下の通っである。
伸線材： ５ＵＳ３０４
伸線パススケジュール
１０．５→９．３５→８３→７，４→６．７→６．０→
５．４５→４．９ｍｍφ ５．４５→４．９ｍｍφに伸線した時のダイスの工具寿
命を比較評価した。本発明ダイスの耐摩耗性は比較ダイ
スのそれと比較して１．６〜１．８と大きく優れている
。微細クシツクの効果は極めて顕著であることかわかる
。
５．４５→４．９ｍｍφ ５．４５→４．９ｍｍφに伸線した時のダイスの工具寿
命を比較評価した。本発明ダイスの耐摩耗性は比較ダイ
スのそれと比較して１．６〜１．８と大きく優れている
。微細クシツクの効果は極めて顕著であることかわかる
。
第
工
表
クラック長さ、クラック幅、クラック間隔の平均値の単
位は（μｍ）［発明の効果］ 本発明は従来の被覆超硬合金ダイスの欠点である微視的
破壊に起因する摩耗を抑制したもので、産業上の効果は
極めて顕著なものがある。
位は（μｍ）［発明の効果］ 本発明は従来の被覆超硬合金ダイスの欠点である微視的
破壊に起因する摩耗を抑制したもので、産業上の効果は
極めて顕著なものがある。
Claims (1)
- １．炭化タングステン基超硬合金の表面に化学蒸着法（
ＣＶＤ）により被覆した厚さ２μｍ以上、８μｍ以下の
被膜を有し、該被膜がその表面から炭化タングステン基
超硬合金内まで貫通した以下に示す微細クラックを有す
ることを特徴とする耐摩耗性に優れる表面被覆超硬合金
ダイス。 Ａ）クラック深さの平均値：被膜表面から垂直方向に被
膜厚以上、被膜厚＋５μｍ以下、 Ｂ）クラック幅の平均値：１μｍ以下、 Ｃ）クラック間隔の平均値：５μｍ以上、５０μｍ以下
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24248690A JPH04123812A (ja) | 1990-09-14 | 1990-09-14 | 耐摩耗性に優れる表面被覆超硬合金ダイス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24248690A JPH04123812A (ja) | 1990-09-14 | 1990-09-14 | 耐摩耗性に優れる表面被覆超硬合金ダイス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04123812A true JPH04123812A (ja) | 1992-04-23 |
Family
ID=17089802
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24248690A Pending JPH04123812A (ja) | 1990-09-14 | 1990-09-14 | 耐摩耗性に優れる表面被覆超硬合金ダイス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04123812A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010046757A (ja) * | 2008-08-21 | 2010-03-04 | Sumitomo Electric Hardmetal Corp | 切削工具およびその製造方法 |
| JP5839289B2 (ja) * | 2011-05-10 | 2016-01-06 | 住友電工ハードメタル株式会社 | 表面被覆切削工具 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03153875A (ja) * | 1989-11-09 | 1991-07-01 | Nippon Steel Corp | 耐摩耗性、耐欠損性に優れる表面被覆超硬合金切削工具 |
-
1990
- 1990-09-14 JP JP24248690A patent/JPH04123812A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03153875A (ja) * | 1989-11-09 | 1991-07-01 | Nippon Steel Corp | 耐摩耗性、耐欠損性に優れる表面被覆超硬合金切削工具 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010046757A (ja) * | 2008-08-21 | 2010-03-04 | Sumitomo Electric Hardmetal Corp | 切削工具およびその製造方法 |
| JP5839289B2 (ja) * | 2011-05-10 | 2016-01-06 | 住友電工ハードメタル株式会社 | 表面被覆切削工具 |
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