JPS60110838A - 超硬合金及びその製造法 - Google Patents
超硬合金及びその製造法Info
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- JPS60110838A JPS60110838A JP58217009A JP21700983A JPS60110838A JP S60110838 A JPS60110838 A JP S60110838A JP 58217009 A JP58217009 A JP 58217009A JP 21700983 A JP21700983 A JP 21700983A JP S60110838 A JPS60110838 A JP S60110838A
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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】
（イ）技ｖ１ｑ分野
本発明は著しく敗色された南摩耗性と靭性を有する切削
工具用超硬合金に関する。
工具用超硬合金に関する。
（ロ）発明の背景
超硬合金工具によるりＪ削加工の分野において、高能率
の切削加工を実現するために要請されていることは、従
来のり削連反において、Ｊ：り銅摩耗１ににが尚く、よ
り高送りが１ｉｆ能であって欠けにくい工具を開発する
ことである。これらのことを工具の物性にｔＭ、きかえ
て１」うと、より硬く、より靭性が高い超硬合金を開発
することである。ところが一般的にはこれら２つの物性
は一方を向上させようとすると一方が低下するという」
１」反する性質を持っている。
の切削加工を実現するために要請されていることは、従
来のり削連反において、Ｊ：り銅摩耗１ににが尚く、よ
り高送りが１ｉｆ能であって欠けにくい工具を開発する
ことである。これらのことを工具の物性にｔＭ、きかえ
て１」うと、より硬く、より靭性が高い超硬合金を開発
することである。ところが一般的にはこれら２つの物性
は一方を向上させようとすると一方が低下するという」
１」反する性質を持っている。
例えば、耐摩耗性を増す為にＴｉｃなとの炭化物を含む
Ｂｌ型固溶体（以下γ相と呼ぶ）の量を多くすると、こ
のγ４１］はＷ Ｃよりも脆い事とＣａｆｅどの結合金
１１４との濡れ１にＬが悪い為に靭性が低下するし、ま
た＋ｒ１＋ｔ ノφ耗ｆ１：を向上させる為にＧｏなど
の結合金属相の：Ｉｉ、を少なくしても靭性が低下する
。
Ｂｌ型固溶体（以下γ相と呼ぶ）の量を多くすると、こ
のγ４１］はＷ Ｃよりも脆い事とＣａｆｅどの結合金
１１４との濡れ１にＬが悪い為に靭性が低下するし、ま
た＋ｒ１＋ｔ ノφ耗ｆ１：を向上させる為にＧｏなど
の結合金属相の：Ｉｉ、を少なくしても靭性が低下する
。
この様に従来の７１ｆｌ硬合金では耐摩耗性と靭性の向
」−を同時に達成する事は非常に困４ｆｉであった。
」−を同時に達成する事は非常に困４ｆｉであった。
（ハ）発明の１１１￥成
本発明はかかる困ｊｉｌｌさ全克服して、１ｉｊＪ’
）郭耗性とｖＪ性を１１−月１ろに向上させた超硬合金
を提供する事を目的とするものである。
）郭耗性とｖＪ性を１１−月１ろに向上させた超硬合金
を提供する事を目的とするものである。
本発明にらが、本発明を完成するに至った経緯ヲ以１ζ
ニ述へる。１ｉｌｌＪ摩耗性を向上させるーっの手段と
、してはＣｏｄどの結合金属相量を従来の超硬合金より
も少なくする事があげられるが、これだけでは靭性が低
下してしまい制摩耗′ｉ生と靭性の両立は達成出来ない
。そこで耐摩耗性を向上させる為に、γ相量を多くする
事とし、この為に生ずる靭性低下はγ相全超硬合金の組
織中に細かく分散さぜる事により克服されるのではない
かと考えた。
ニ述へる。１ｉｌｌＪ摩耗性を向上させるーっの手段と
、してはＣｏｄどの結合金属相量を従来の超硬合金より
も少なくする事があげられるが、これだけでは靭性が低
下してしまい制摩耗′ｉ生と靭性の両立は達成出来ない
。そこで耐摩耗性を向上させる為に、γ相量を多くする
事とし、この為に生ずる靭性低下はγ相全超硬合金の組
織中に細かく分散さぜる事により克服されるのではない
かと考えた。
また、この様にして靭 性を低下させないでγ（１１量
を多くして耐摩耗１テ１；を上げる事が出来れば、Ｃ。
を多くして耐摩耗１テ１；を上げる事が出来れば、Ｃ。
などの結合金属相量を従来より多くしても、超硬合金全
体としての耐磨耗性向上を維持したまま靭性も向上する
のではないかと考えた。
体としての耐磨耗性向上を維持したまま靭性も向上する
のではないかと考えた。
γ相を微細化する手段としては、超硬合金＋１弓こ例え
ばＴｉＮヤＴ１ＣＮ、 （ＴｉＷ） （ＣＮ ）などの
形態で窒素を添加する方法が公知である。（特開昭５５
−９１９５３号） 一方、窒素を含有する超硬合金を真空中で焼結すると、
窒素分解反応により焼結体表面近傍にγ相が消失して、
内部よりも硬度の低いＷ Ｃ−Ｃｏ層（以後脱γ相と呼
ぶ〕が生成することが公知であり、これをコーティング
エ其のＩＪ旧として用いると優れた性能を示す事が公知
である。（特公昭５７−３９３．０１号） しかしながら脱γ層の生じた超硬合金をコーティングし
ないで切削工具として用いる場合には大きな問題がある
。というのは、最近の超硬切削工具番よ、その製造コス
トを低減する為に、焼結体の寸法精度向」−と；１１１
まって、」１其の側面を研削除去しない物が広く用いら
れており、この表面の脱γ層が」−其の耐摩耗性を音し
く劣化させるためである。
ばＴｉＮヤＴ１ＣＮ、 （ＴｉＷ） （ＣＮ ）などの
形態で窒素を添加する方法が公知である。（特開昭５５
−９１９５３号） 一方、窒素を含有する超硬合金を真空中で焼結すると、
窒素分解反応により焼結体表面近傍にγ相が消失して、
内部よりも硬度の低いＷ Ｃ−Ｃｏ層（以後脱γ相と呼
ぶ〕が生成することが公知であり、これをコーティング
エ其のＩＪ旧として用いると優れた性能を示す事が公知
である。（特公昭５７−３９３．０１号） しかしながら脱γ層の生じた超硬合金をコーティングし
ないで切削工具として用いる場合には大きな問題がある
。というのは、最近の超硬切削工具番よ、その製造コス
トを低減する為に、焼結体の寸法精度向」−と；１１１
まって、」１其の側面を研削除去しない物が広く用いら
れており、この表面の脱γ層が」−其の耐摩耗性を音し
く劣化させるためである。
そこで本発明にらは、超硬合金に窒素を含有させるＪト
によりγ相を微細化し、なおかつ表面に脱γ１・１づ生
成による耐摩耗性劣化を生じないものを開発すべく、超
硬合金の組成、製造法などの条件を変えて試作とすＵ
ｌ’ｉｌＪ性能をくり返した結果、本発明を完ノ反する
に至ったーここで特許請求の範囲に記し、た限定理１１
０こついて述べる。
によりγ相を微細化し、なおかつ表面に脱γ１・１づ生
成による耐摩耗性劣化を生じないものを開発すべく、超
硬合金の組成、製造法などの条件を変えて試作とすＵ
ｌ’ｉｌＪ性能をくり返した結果、本発明を完ノ反する
に至ったーここで特許請求の範囲に記し、た限定理１１
０こついて述べる。
まず、窒素合有４Ｈ，Ｈ，および焼結後の冷却条件の限
定について述べる。窒系含有量が多い超硬合金で脱γ２
１１１を生のしめないようにする方法として減圧窒素雰
囲気下で焼結する方法やマイクロ波プラズマ窒素１う゛
メ囲気中で焼結する方法（特開昭５８−２５４０４号）
が公知ではあるが、これらの方法は現在の段階では制御
がむつかしく、安定した性能の製品を大量に生産する事
が困難である。
定について述べる。窒系含有量が多い超硬合金で脱γ２
１１１を生のしめないようにする方法として減圧窒素雰
囲気下で焼結する方法やマイクロ波プラズマ窒素１う゛
メ囲気中で焼結する方法（特開昭５８−２５４０４号）
が公知ではあるが、これらの方法は現在の段階では制御
がむつかしく、安定した性能の製品を大量に生産する事
が困難である。
そこで本発明者らは」−記のような焼結過程にあ・ける
複雑でかつ微妙な雰囲気制御にたよる事なく脱γ相全生
ぜしめない方法を探索し、以下の知見全得たのである。
複雑でかつ微妙な雰囲気制御にたよる事なく脱γ相全生
ぜしめない方法を探索し、以下の知見全得たのである。
すなわち窒素量を、窒素分解が生じにくい様な低い窒素
量に限定し、かつ焼結体の冷却過程に入る前後から窒素
ガスを々１人して、焼結体表面からの窒素分解を抑制あ
るいは窒素分解を起こしてしまった超硬合金が得られる
事が判明したのである。
量に限定し、かつ焼結体の冷却過程に入る前後から窒素
ガスを々１人して、焼結体表面からの窒素分解を抑制あ
るいは窒素分解を起こしてしまった超硬合金が得られる
事が判明したのである。
本発明者らのω１究によると、窒素量については特許請
求の範囲第１項記載したｙ値が０００５以下ではγつ・
１」の微細化に効果がなく、またｙ値が０，０５以上で
ばγ相の微細化に対しての効果は充分であるが、真空焼
粕をした場合焼結体表面に窒素分解反応による軟化層が
生成し、表面を研削除去しないで切削工具として用いた
場合著しく耐摩耗ｉ１１：が減じる。（Ｉ１１ｊ％１１
量の効果を更に高める為にはｙ値が０．０３以下である
事が望ましい。
求の範囲第１項記載したｙ値が０００５以下ではγつ・
１」の微細化に効果がなく、またｙ値が０，０５以上で
ばγ相の微細化に対しての効果は充分であるが、真空焼
粕をした場合焼結体表面に窒素分解反応による軟化層が
生成し、表面を研削除去しないで切削工具として用いた
場合著しく耐摩耗ｉ１１：が減じる。（Ｉ１１ｊ％１１
量の効果を更に高める為にはｙ値が０．０３以下である
事が望ましい。
また冷却条件については先に述べた如く窒素雰囲気中で
冷却するＡＪ＋が望ましいが、特に焼結温度から１１０
０℃までの間を３０℃／分以上の速度で急冷すると、結
晶の粒成長抑制が可能となり、原料ＷＣ粒度を粗くして
おけば靭 性の高いＷＣを粗くし、脆いγ相をより微粒
化できるので、超硬合金の靭性が著しく増す。
冷却するＡＪ＋が望ましいが、特に焼結温度から１１０
０℃までの間を３０℃／分以上の速度で急冷すると、結
晶の粒成長抑制が可能となり、原料ＷＣ粒度を粗くして
おけば靭 性の高いＷＣを粗くし、脆いγ相をより微粒
化できるので、超硬合金の靭性が著しく増す。
次に硬質相組成の限定理由については、まずＷＣが５５
体（”ｓ”（バー士ント以下では靭性に劣り、７５体積
バー士ント以上では耐摩耗性に劣る。またＴｌｃが１５
体４ｉ’？パーセント以下では耐摩耗性に劣り３５１イ
ζ積パーセント以」二では靭性に劣る。ＴａＣ才たば１
−、 ａ Ｎ Ｉ）Ｃが５体積バー七ント以下では靭性
に劣り、２５体積バー七ント以」−では耐摩耗性に劣る
。本発明の効果を更に高めるには硬質相組成は俸１１゛
（バーーーセントて、 ５５＜ＷＣ＜６８ ２０ ＜ ’ｌ”ｉｃ ＜ ３３ ７ （ＴａＣまたはＴａＮｂＣ（２０ である事が望ましい。
体（”ｓ”（バー士ント以下では靭性に劣り、７５体積
バー士ント以上では耐摩耗性に劣る。またＴｌｃが１５
体４ｉ’？パーセント以下では耐摩耗性に劣り３５１イ
ζ積パーセント以」二では靭性に劣る。ＴａＣ才たば１
−、 ａ Ｎ Ｉ）Ｃが５体積バー七ント以下では靭性
に劣り、２５体積バー七ント以」−では耐摩耗性に劣る
。本発明の効果を更に高めるには硬質相組成は俸１１゛
（バーーーセントて、 ５５＜ＷＣ＜６８ ２０ ＜ ’ｌ”ｉｃ ＜ ３３ ７ （ＴａＣまたはＴａＮｂＣ（２０ である事が望ましい。
次に結合金属４’ｌｌ ｈｋについては１０体積パーセ
ント以下では靭性に劣り、１８体積パー士ント以上では
１ＩｌｉＪ摩耗性に劣る。
ント以下では靭性に劣り、１８体積パー士ント以上では
１ＩｌｉＪ摩耗性に劣る。
た性能に発揮する。 −
以下、本発明の実施例について説明する。
実施例
第１図に示す炭化物組成で、かつ第１表に示す組成とな
るように原料粉末全秤量し、アトライク−中でアルコー
ルと共に湿式粉砕し、その後乾燥させた混合粉末にパラ
フィンＩ Ｍ Ｆｉパーセントを添加して２０００Ｋｇ
／ｃ＋＋Ｉの圧力でｈａｔ形した。これを真空中１４０
０℃で１時同焼結した後、第１表に示す方法で冷却し、
一連の超硬合金を得た。
るように原料粉末全秤量し、アトライク−中でアルコー
ルと共に湿式粉砕し、その後乾燥させた混合粉末にパラ
フィンＩ Ｍ Ｆｉパーセントを添加して２０００Ｋｇ
／ｃ＋＋Ｉの圧力でｈａｔ形した。これを真空中１４０
０℃で１時同焼結した後、第１表に示す方法で冷却し、
一連の超硬合金を得た。
第 １ 表
傘１ ） ＬＱ削ｒＮ＋’１（ニア ライスＬｌ＋削）
波間Ｉう５Ｃｈ１４３５ ｌｌ５−８８ １００Ｗ×３
０ＯＬＢ ＩＩ 力、７ター１ｒ１６０φ、ＡＲ＝８°
、ＲＲ−０’ 、ＣＡ＝＋５゜７０−１ウエイチノブハ
１ノ番 ５ＰＵ４２２の１枚刃でテストＬり削速１１１
２０ＩＩＩ／グ、切込、７ＪＡ５關、送り ０２關／刃
、切削時間 ３０分牢２）切削条【牛 次にこれらの合金の上下面のみを研削し、側面は研削し
ないままのスローアウェイチップに加工して耐）φ耗試
験および断続切削による靭性試験を行なっに０その結果
を第１表に示すが、本発明合金Ａが極めて優れている事
が明らかであり、本発明によればこのように従来の超硬
合金ではＩＪ、１姉であった耐摩耗性と靭性を同時に向
上させる事が出来、切削工具として使用した場合、工具
のＪ粘耗および欠けが激減し、長い工具寿命と高い信頼
′吐が得られるのである。
波間Ｉう５Ｃｈ１４３５ ｌｌ５−８８ １００Ｗ×３
０ＯＬＢ ＩＩ 力、７ター１ｒ１６０φ、ＡＲ＝８°
、ＲＲ−０’ 、ＣＡ＝＋５゜７０−１ウエイチノブハ
１ノ番 ５ＰＵ４２２の１枚刃でテストＬり削速１１１
２０ＩＩＩ／グ、切込、７ＪＡ５關、送り ０２關／刃
、切削時間 ３０分牢２）切削条【牛 次にこれらの合金の上下面のみを研削し、側面は研削し
ないままのスローアウェイチップに加工して耐）φ耗試
験および断続切削による靭性試験を行なっに０その結果
を第１表に示すが、本発明合金Ａが極めて優れている事
が明らかであり、本発明によればこのように従来の超硬
合金ではＩＪ、１姉であった耐摩耗性と靭性を同時に向
上させる事が出来、切削工具として使用した場合、工具
のＪ粘耗および欠けが激減し、長い工具寿命と高い信頼
′吐が得られるのである。
第１図は本発明合金の硬質相組成範囲と実施例合金の硬
質相の組成を示す図である。 代理人 弁理士 」二 代 哲 司
質相の組成を示す図である。 代理人 弁理士 」二 代 哲 司
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （すＷ ＣとＢ Ｉ ２ａ固溶体からなる硬質相とＦｅ
族金ノド、名の結合相から構成された超硬合金において
、硬ｒ′！相の組）ａｋ （Ｗ ７ｒｉ Ｔａ Ｎｂ
） （Ｃｘ Ｎｙ ） と表はした１１ｊ」、体積％で
ｗｃが５５％以」ニア５％以下、１”ｉｃ １５％以」
二、３５％以下、ＴａＣまたはＴａＮｂＣが５％以」二
２５％以下であり、ｘ −１−ｙ≦１．０．００５６ｙ
≦＋１．０５であり、結合金属が１０体積％以上１８体
積％以下である窒素を含有することを１．１徴とする超
硬合金。 （２） ＷＣ、Ｔ ｉＣ、ｌ’ａ ＣまたはＴａＮｂＣ
の粉末を、硬質相として体積％でＷＣが５５％以上７５
％以下、ＴｉＣを１５％以上３５％以下、ＴａＣまたは
ＴａＮｂＣを５％以」−２５％以下になるように配合し
、更に結合金属としてＦｅ族金属粉末を１０体積％以」
二１８１８体積下配合し、成型後、焼結し、焼結後、窒
素′、！メ囲気中で冷却し、冷却過程中で焼結温度から
１１００℃に至るまでの範囲全り０℃／分以上の速度で
急冷すること全性徴とする最終合金の硬質４１」を（Ｗ
Ｔｉ Ｔａ Ｎｂ ） （Ｃｘ Ｎｙ ）と表はした
とｔｘ＋ｙ≦１０．００５≦ｙ≦０．０５の範囲で窒素
を含有する超硬合金の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58217009A JPS60110838A (ja) | 1983-11-16 | 1983-11-16 | 超硬合金及びその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58217009A JPS60110838A (ja) | 1983-11-16 | 1983-11-16 | 超硬合金及びその製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60110838A true JPS60110838A (ja) | 1985-06-17 |
| JPH0547619B2 JPH0547619B2 (ja) | 1993-07-19 |
Family
ID=16697390
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58217009A Granted JPS60110838A (ja) | 1983-11-16 | 1983-11-16 | 超硬合金及びその製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60110838A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6357732A (ja) * | 1986-08-27 | 1988-03-12 | Sumitomo Electric Ind Ltd | サ−メツト焼結法 |
| JPH0392210A (ja) * | 1989-01-26 | 1991-04-17 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 超硬合金製ドリル |
| EP0912458B1 (en) * | 1996-07-11 | 2002-03-06 | Sandvik Aktiebolag (publ) | Sintering method |
| CN102649155A (zh) * | 2012-03-09 | 2012-08-29 | 成都邦普合金材料有限公司 | 一种硬质合金混合料防止增氧的方法 |
| CN102994853A (zh) * | 2012-11-30 | 2013-03-27 | 株洲普瑞克硬质合金有限公司 | 一种硬质合金原料、切削工具硬质合金及其制备方法 |
| GB2501976A (en) * | 2011-01-20 | 2013-11-13 | Element Six Gmbh | Cemented carbide article with carbide-free surface |
-
1983
- 1983-11-16 JP JP58217009A patent/JPS60110838A/ja active Granted
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6357732A (ja) * | 1986-08-27 | 1988-03-12 | Sumitomo Electric Ind Ltd | サ−メツト焼結法 |
| JPH0392210A (ja) * | 1989-01-26 | 1991-04-17 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 超硬合金製ドリル |
| EP0912458B1 (en) * | 1996-07-11 | 2002-03-06 | Sandvik Aktiebolag (publ) | Sintering method |
| GB2501976A (en) * | 2011-01-20 | 2013-11-13 | Element Six Gmbh | Cemented carbide article with carbide-free surface |
| GB2501976B (en) * | 2011-01-20 | 2014-08-20 | Element Six Gmbh | Method of making a cemented carbide article |
| US9297054B2 (en) | 2011-01-20 | 2016-03-29 | Element Six Gmbh | Cemented carbide article and method for making same |
| CN102649155A (zh) * | 2012-03-09 | 2012-08-29 | 成都邦普合金材料有限公司 | 一种硬质合金混合料防止增氧的方法 |
| CN102994853A (zh) * | 2012-11-30 | 2013-03-27 | 株洲普瑞克硬质合金有限公司 | 一种硬质合金原料、切削工具硬质合金及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0547619B2 (ja) | 1993-07-19 |
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