JPS616255A - 高硬度高靭性窒化粉末ハイス - Google Patents
高硬度高靭性窒化粉末ハイスInfo
- Publication number
- JPS616255A JPS616255A JP59128288A JP12828884A JPS616255A JP S616255 A JPS616255 A JP S616255A JP 59128288 A JP59128288 A JP 59128288A JP 12828884 A JP12828884 A JP 12828884A JP S616255 A JPS616255 A JP S616255A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hardness
- speed steel
- toughness
- content
- high speed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C33/00—Making ferrous alloys
- C22C33/02—Making ferrous alloys by powder metallurgy
- C22C33/0257—Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements
- C22C33/0278—Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements with at least one alloying element having a minimum content above 5%
- C22C33/0285—Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements with at least one alloying element having a minimum content above 5% with Cr, Co, or Ni having a minimum content higher than 5%
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
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、粉末冶金法によって得られる高速度鋼(以下
、粉末ハイスという。)に係り、より詳しくは、耐凝着
摩耗性に優れた高硬度・高耐摩耗性の粉末ハイスに関す
る。
、粉末ハイスという。)に係り、より詳しくは、耐凝着
摩耗性に優れた高硬度・高耐摩耗性の粉末ハイスに関す
る。
(従来の技術)
近年素形材加工に際し、高精度化、低コスト化が要求さ
れ、また被加工材の高硬度化或いは加工速度の高速度化
など加工条件が一層苛酷なものとなり、このため切削工
具では高速度鋼(ハイス)工具から超硬合金への転換が
進みつつある。しかし、機械加工の容易さと靭性を要求
される精密工具では高硬度高靭性ハイス工具及びコーテ
ィングハイス工具が今後も使用されると考えられている
。
れ、また被加工材の高硬度化或いは加工速度の高速度化
など加工条件が一層苛酷なものとなり、このため切削工
具では高速度鋼(ハイス)工具から超硬合金への転換が
進みつつある。しかし、機械加工の容易さと靭性を要求
される精密工具では高硬度高靭性ハイス工具及びコーテ
ィングハイス工具が今後も使用されると考えられている
。
現在、高硬度()IRC65〜70)のハイスとして、
ATSI−M40シリーズが開発されており、該鋼種は
、硬さを高めるためにCoを5重置%(以下、単に%と
記述する。)以上添加し、かつ0%を高めると共に、靭
性の低下を防止するためV%を下げたものである。一方
、ハイスの化学組成としてNを加え、ハイスの諸性能を
一層向上させるという試みが、特開昭54−11810
号〜同54−11813号において展開され、窒化粉末
ハイスとして注目されている。
ATSI−M40シリーズが開発されており、該鋼種は
、硬さを高めるためにCoを5重置%(以下、単に%と
記述する。)以上添加し、かつ0%を高めると共に、靭
性の低下を防止するためV%を下げたものである。一方
、ハイスの化学組成としてNを加え、ハイスの諸性能を
一層向上させるという試みが、特開昭54−11810
号〜同54−11813号において展開され、窒化粉末
ハイスとして注目されている。
(発明が解決しようとする問題点)
しかしながら、紙上の高硬度ハイスは、溶解法で製造す
るため炭化物の偏析が生じ易く、また熱処理条件が厳し
く、更に熱間加工性が悪い上に、■含有量が低いため耐
凝着摩耗性も良くない。一方、前記の窒化粉末ハイスに
おいては、熱処理」二の問題、或いは靭性等の機械的性
質への悪影響を伴うことなしに切削性能の改善が図られ
たものの、耐凝着摩耗性の点において難がある。また、
より苛酷な切削条件に耐えるべく、より高硬度、高抗折
力を有する粉末ハイスへの要望も強い。
るため炭化物の偏析が生じ易く、また熱処理条件が厳し
く、更に熱間加工性が悪い上に、■含有量が低いため耐
凝着摩耗性も良くない。一方、前記の窒化粉末ハイスに
おいては、熱処理」二の問題、或いは靭性等の機械的性
質への悪影響を伴うことなしに切削性能の改善が図られ
たものの、耐凝着摩耗性の点において難がある。また、
より苛酷な切削条件に耐えるべく、より高硬度、高抗折
力を有する粉末ハイスへの要望も強い。
本発明は、斯る問題点に鑑みなされたものであって、耐
凝着摩耗性に優れ、かつ高硬度、高靭性の粉末ハイスを
提供することを目的としたものである。
凝着摩耗性に優れ、かつ高硬度、高靭性の粉末ハイスを
提供することを目的としたものである。
(問題点を解決するための手段)
この目的を達成するため、下記の手段を講しる。
即ち、粉末ハイスの化学組成を重量%で、C:次式を満
足する量(%) Ceq +0.15≦C+−N≦Ceq +0.35但
し、Ceq =0.19+0.017(W +2Mo)
+0.22V上式において、N、W、Mo及び■は夫
々鋼中の含有量(%) Cr:3〜5 % V : 4.0〜6.0%Mo
:8〜12 % CO: 5〜15 %Wl〜14
% N:0.2〜1.2%残部実質的にFeと
し、かつ(W+2Mo)を27〜32%とする。
足する量(%) Ceq +0.15≦C+−N≦Ceq +0.35但
し、Ceq =0.19+0.017(W +2Mo)
+0.22V上式において、N、W、Mo及び■は夫
々鋼中の含有量(%) Cr:3〜5 % V : 4.0〜6.0%Mo
:8〜12 % CO: 5〜15 %Wl〜14
% N:0.2〜1.2%残部実質的にFeと
し、かつ(W+2Mo)を27〜32%とする。
(実施例)
本発明の窒化粉末ハイスは、紙上の成分元素より構成さ
れるが、これらの成分元素の組成範囲につき、以下限定
理由を述べると共に、具体的実施例を掲げて説明する。
れるが、これらの成分元素の組成範囲につき、以下限定
理由を述べると共に、具体的実施例を掲げて説明する。
Cは、C「、MOlW、V等の炭化物形成元素と密接な
関係を有し、高速度鋼の硬度、抗折力等に大きな影響を
与える。その為C含有量については炭化物形成元素、特
にMO% W% Vの配合量との関連を考慮して規定す
べきであるとされており、例えば「鉄と鋼」 (第45
t!!第5号第511〜516頁)には、 Ceq =0.19+0.017(W +2Mo) +
0,22Vの関係式が提示されており、W、Mo及び■
との関連を考慮せずにC含有量を決定することは当分野
において実質的に採用され得ないところである(向上式
はCrを約4%で固定したときの計算式である)、また
、後述するようにN含有量をも考慮して決定される。
関係を有し、高速度鋼の硬度、抗折力等に大きな影響を
与える。その為C含有量については炭化物形成元素、特
にMO% W% Vの配合量との関連を考慮して規定す
べきであるとされており、例えば「鉄と鋼」 (第45
t!!第5号第511〜516頁)には、 Ceq =0.19+0.017(W +2Mo) +
0,22Vの関係式が提示されており、W、Mo及び■
との関連を考慮せずにC含有量を決定することは当分野
において実質的に採用され得ないところである(向上式
はCrを約4%で固定したときの計算式である)、また
、後述するようにN含有量をも考慮して決定される。
Nは合金元素的に見ればCと類似している点があり、特
に両者の原子量は夫々12.14と小さく、鋼に対して
はいずれも侵入型の原子であるから、安定な合金化合物
を生成し易い。その為Nを多く含有させようとする本発
明の主旨の下では、N含有量を単独で調整するよりも、
C量とNlを相関させて両者含有量を設定すべきである
との結論に到達した。
に両者の原子量は夫々12.14と小さく、鋼に対して
はいずれも侵入型の原子であるから、安定な合金化合物
を生成し易い。その為Nを多く含有させようとする本発
明の主旨の下では、N含有量を単独で調整するよりも、
C量とNlを相関させて両者含有量を設定すべきである
との結論に到達した。
この線に沿って一定の結論を得る目的で次に述べる様な
実験を行った。
実験を行った。
第1表に示す様な合金組成からなる粉末鋼をガスアトマ
イズ法で製造し、これを窒化処理した後いわゆるHIP
によって緻密化されたビレットを得た。これを供試材と
して最高熱処理硬さ及び抗折力を求めたところ、第1.
2図に示す様な結果が得られた。
イズ法で製造し、これを窒化処理した後いわゆるHIP
によって緻密化されたビレットを得た。これを供試材と
して最高熱処理硬さ及び抗折力を求めたところ、第1.
2図に示す様な結果が得られた。
尚第1表において
八C= (C十−N) −Ceq
と置いたのは、前述の如くCとNが当分野において略同
効元素と考えられ、原子量の違いを換算すれば対等と見
做し得たからである。
効元素と考えられ、原子量の違いを換算すれば対等と見
做し得たからである。
次 葉
第1図及び第2図より、ΔCが0.15%〜0.35%
で高硬度(HRC70以上)、高靭性(抗折力260k
g/−以上)確保されることが判明した。
で高硬度(HRC70以上)、高靭性(抗折力260k
g/−以上)確保されることが判明した。
更に、第1表の81、B3、B6を素材とするバイトを
試作し、S N CM439を被削材として切削試験を
行なったところ、バイトのクレータ摩耗深さは第3図に
示す様な結果を示した。尚切削条件は下記の通りとした
。
試作し、S N CM439を被削材として切削試験を
行なったところ、バイトのクレータ摩耗深さは第3図に
示す様な結果を示した。尚切削条件は下記の通りとした
。
切削速度:20m/分 切削長: 20h切込み :
1.5 mm 送り :0.2 am/r
ev潤滑剤 : 無し 第3図に見られる通り、クレータ摩耗深さが小さいのは
N含有量が0.2%以上のものに限られ、N含有量が0
.04%のものくB6)では硬さが略同等であるB3に
対してクレータ摩耗が約2倍になった。
1.5 mm 送り :0.2 am/r
ev潤滑剤 : 無し 第3図に見られる通り、クレータ摩耗深さが小さいのは
N含有量が0.2%以上のものに限られ、N含有量が0
.04%のものくB6)では硬さが略同等であるB3に
対してクレータ摩耗が約2倍になった。
また、Nは■と結合してバナジウム窒化物(■N)を形
成するため、■含有量とバランスして含有する必要があ
る。VN中のNの重量割合は0.2であり、本発明の場
合、後述するように■の最大含有量は6%であるのでN
含有量の上限は6×0.2−1.2%となる。1.2%
を越えて含有されても効果はなく、逆に疲労特性の低下
を招来し好ましくない。
成するため、■含有量とバランスして含有する必要があ
る。VN中のNの重量割合は0.2であり、本発明の場
合、後述するように■の最大含有量は6%であるのでN
含有量の上限は6×0.2−1.2%となる。1.2%
を越えて含有されても効果はなく、逆に疲労特性の低下
を招来し好ましくない。
Crは高温における軟化及び酸化を防止するのに有効で
ある。3%未満では前記の効果が少なく、一方5%を越
えると、前記の効果を有するが、靭性の低下を生じ好ま
しくない。
ある。3%未満では前記の効果が少なく、一方5%を越
えると、前記の効果を有するが、靭性の低下を生じ好ま
しくない。
W当量(W+2Mo)は硬度確保のため所定の値に規定
される。W当量が27%未満ではHRC70以上の硬度
の確保が困難となり、一方32%を越えると靭性が低下
する。また、Wが8%未満では、靭性が低下し、一方1
4%を越えると耐熱性が低下し好ましくない。
される。W当量が27%未満ではHRC70以上の硬度
の確保が困難となり、一方32%を越えると靭性が低下
する。また、Wが8%未満では、靭性が低下し、一方1
4%を越えると耐熱性が低下し好ましくない。
MoはWとバランスして含有されるが、本発明の場合、
Moが8%未満では耐熱性が低下し、一方12%を越え
ると靭性が低下し好ましくない。
Moが8%未満では耐熱性が低下し、一方12%を越え
ると靭性が低下し好ましくない。
■は耐摩耗性付与のため含有され、4%未満で耐摩耗性
が低下し、一方6%を越えると、被研削性が悪化する。
が低下し、一方6%を越えると、被研削性が悪化する。
Goは硬度向上のため含有され、5%未満ではこの効果
が少なく、一方15%を越えると靭性が著しく低下し好
ましくない。
が少なく、一方15%を越えると靭性が著しく低下し好
ましくない。
W当量、■、Coの含有量による機械的性質を調べるた
め、第2表に示す合金組成からなる粉末鋼及び既述の第
1表83の粉末鋼をガスアトマイズ法で製造し、これを
窒化処理した後、HIPによって緻密化したビレットを
作成し、硬さ、抗折力等を調べた。その結果を第4〜9
図に示す。
め、第2表に示す合金組成からなる粉末鋼及び既述の第
1表83の粉末鋼をガスアトマイズ法で製造し、これを
窒化処理した後、HIPによって緻密化したビレットを
作成し、硬さ、抗折力等を調べた。その結果を第4〜9
図に示す。
次 葉
第4図及び第5図は、W当量(W+2Mo)と硬さ、抗
折力との関係を示す図であり、本発明に係るB3(W当
量: 29.39%)及びB8(W当量 : 27.7
8%)は、硬さHRC70以上、抗折力270 kg/
14以」−と良好な値を示しているが、W当量が規定
値以下の23.47%の87は硬さがHRC70より若
干低く、一方W当量が規定値以上の33.77%の89
は硬さがHRC72以上有り極めて良好であるが、抗折
力が240 kg/−以下に急激に低下している。
折力との関係を示す図であり、本発明に係るB3(W当
量: 29.39%)及びB8(W当量 : 27.7
8%)は、硬さHRC70以上、抗折力270 kg/
14以」−と良好な値を示しているが、W当量が規定
値以下の23.47%の87は硬さがHRC70より若
干低く、一方W当量が規定値以上の33.77%の89
は硬さがHRC72以上有り極めて良好であるが、抗折
力が240 kg/−以下に急激に低下している。
第6図及び第7図は、■含有量と比摩耗量、研削比との
関係を示す図であり、本発明に係る83 (V : 5
.09%)及びBll (V : 5.85%)は、比
摩耗NO,3×1Q−4tj/kg−m以下、研削比(
実研削量/砥石摩耗り1.4以上と良好な値を示してい
るが、■が規定値以下の3.41%のBIOは比摩耗量
が多く、一方Vが規定値以上の6.84%の812は研
削比が急激に悪化している。尚、比摩耗量は、大越式摩
耗試験により、相手材SNCM439、最終荷重6−3
kgs摩擦距$1f400m、無潤滑で測定したもの
であり、研削比は、1削試験により、砥石CC36、砥
石周速1800m/秒、ワーク周速18m/秒、切込み
10μmで測定したものである。
関係を示す図であり、本発明に係る83 (V : 5
.09%)及びBll (V : 5.85%)は、比
摩耗NO,3×1Q−4tj/kg−m以下、研削比(
実研削量/砥石摩耗り1.4以上と良好な値を示してい
るが、■が規定値以下の3.41%のBIOは比摩耗量
が多く、一方Vが規定値以上の6.84%の812は研
削比が急激に悪化している。尚、比摩耗量は、大越式摩
耗試験により、相手材SNCM439、最終荷重6−3
kgs摩擦距$1f400m、無潤滑で測定したもの
であり、研削比は、1削試験により、砥石CC36、砥
石周速1800m/秒、ワーク周速18m/秒、切込み
10μmで測定したものである。
第8図及び第9図は、Co含有量と硬さ、抗折力との関
係を示す図であり、本発明に係るB3(Co:12.2
0%)及びB14 (Co: 6.76%)は硬さHR
C70以上、抗折力270 kg/−以上と良好な値を
示しているが、Coが規定値以下の0.88%のB13
は硬さがHRC6B近くに低下し、一方Coが規定値以
上の19.87%の815は抗折力が240 kg/−
以下と著しく低下している。
係を示す図であり、本発明に係るB3(Co:12.2
0%)及びB14 (Co: 6.76%)は硬さHR
C70以上、抗折力270 kg/−以上と良好な値を
示しているが、Coが規定値以下の0.88%のB13
は硬さがHRC6B近くに低下し、一方Coが規定値以
上の19.87%の815は抗折力が240 kg/−
以下と著しく低下している。
(発明の効果)
以上述べた通り、本発明の窒化粉末ハイスは、0%をN
%、Ceqとの関連の下に規定し、他の合金成分も所定
の値に規定したから、耐凝着摩耗性に優れると共に、超
硬合金に近い硬さのHRC70以上有し、かつ抗折力2
60 k+r/−以上の高靭性を有する特性とすること
ができた。
%、Ceqとの関連の下に規定し、他の合金成分も所定
の値に規定したから、耐凝着摩耗性に優れると共に、超
硬合金に近い硬さのHRC70以上有し、かつ抗折力2
60 k+r/−以上の高靭性を有する特性とすること
ができた。
第1図はΔCと硬さとの関係を示す図、第2図はΔCと
抗折力との関係を示す図、第3図は切削試験におけるク
レータ摩耗深さを示す図、第4図はW当量と硬さとの関
係を示す図、第5図はW当量と抗折力との関係を示す図
、第6図は■含有量と比摩耗量との関係を示す図、第7
図は■含有量と研削比との関係を示す図、第8図はCo
含有量と硬さとの関係を示す図、第9図はCo含有量と
抗折力との関係を示す図である。
抗折力との関係を示す図、第3図は切削試験におけるク
レータ摩耗深さを示す図、第4図はW当量と硬さとの関
係を示す図、第5図はW当量と抗折力との関係を示す図
、第6図は■含有量と比摩耗量との関係を示す図、第7
図は■含有量と研削比との関係を示す図、第8図はCo
含有量と硬さとの関係を示す図、第9図はCo含有量と
抗折力との関係を示す図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、化学組成が重量%で、 C:次式を満足する量(%) Ceq+0.15≦C+12/14N≦Ceq+0.3
5但し、Ceq=0.19+0.017(W+2Mo)
+0.22V上式において、N、W、Mo及びVは夫々 鋼中の含有量(%) Cr:3〜5% Mo:8〜12% W:8〜14% V:4〜6% Co:5〜15% N:0.2〜1.2% 残部実質的にFeからなり、かつ(W+2Mo)が27
〜32%であることを特徴とする高硬度高靭性窒化粉末
ハイス。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59128288A JPS616255A (ja) | 1984-06-20 | 1984-06-20 | 高硬度高靭性窒化粉末ハイス |
SE8503020A SE458770B (sv) | 1984-06-20 | 1985-06-18 | Nitrerat, pulvermetallurgiskt snabbstaal |
US06/746,124 US4599109A (en) | 1984-06-20 | 1985-06-18 | High hardness and high toughness nitriding powder metallurgical high-speed steel |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59128288A JPS616255A (ja) | 1984-06-20 | 1984-06-20 | 高硬度高靭性窒化粉末ハイス |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS616255A true JPS616255A (ja) | 1986-01-11 |
JPH0453939B2 JPH0453939B2 (ja) | 1992-08-28 |
Family
ID=14981107
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59128288A Granted JPS616255A (ja) | 1984-06-20 | 1984-06-20 | 高硬度高靭性窒化粉末ハイス |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4599109A (ja) |
JP (1) | JPS616255A (ja) |
SE (1) | SE458770B (ja) |
Families Citing this family (5)
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---|---|---|---|---|
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JP2506333B2 (ja) * | 1986-03-12 | 1996-06-12 | 日産自動車株式会社 | 耐摩耗性鉄基焼結合金 |
AT391324B (de) * | 1987-12-23 | 1990-09-25 | Boehler Gmbh | Pulvermetallurgisch hergestellter schnellarbeitsstahl, daraus hergestellter verschleissteil und verfahren zu seiner herstellung |
AT409389B (de) * | 2001-04-11 | 2002-07-25 | Boehler Edelstahl | Pm-schnellarbeitsstahl mit hoher warmfestigkeit |
JP2010506045A (ja) * | 2006-10-06 | 2010-02-25 | ジョンホ コー,フィロス | 含有量選択によって鋼または鋼合金へチタンおよび窒化物を拡散する改良拡散方法 |
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JPS5785952A (en) * | 1980-11-17 | 1982-05-28 | Daido Steel Co Ltd | High-speed steel |
JPS605855A (ja) * | 1983-06-23 | 1985-01-12 | Kobe Steel Ltd | クレ−タ摩耗の少ないコ−テイング工具用高速度鋼 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT357185B (de) * | 1974-09-19 | 1980-06-25 | Elektrometallurgie Gmbh | Vorlegiertes pulver zur herstellung von sinterstahlwerkstuecken |
JPS5172906A (en) * | 1974-12-23 | 1976-06-24 | Hitachi Metals Ltd | Tankabutsuo fukashitakosokudokoguko |
US4249945A (en) * | 1978-09-20 | 1981-02-10 | Crucible Inc. | Powder-metallurgy steel article with high vanadium-carbide content |
-
1984
- 1984-06-20 JP JP59128288A patent/JPS616255A/ja active Granted
-
1985
- 1985-06-18 US US06/746,124 patent/US4599109A/en not_active Expired - Fee Related
- 1985-06-18 SE SE8503020A patent/SE458770B/sv not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US4599109A (en) | 1986-07-08 |
SE458770B (sv) | 1989-05-08 |
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