JPH01111833A

JPH01111833A - 耐摩耗合金

Info

Publication number: JPH01111833A
Application number: JP26825187A
Authority: JP
Inventors: Takashi Ishigami; 隆石上
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-10-26
Filing date: 1987-10-26
Publication date: 1989-04-28

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。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は例えば切削工具、ダイス、圧延用工具等に適用
される耐摩耗合金に関する。

（従来の技術）従来、高い硬度および耐摩耗性が要求される切削工具や
各種ダイス、圧延用工具等の対摩耗工具の材料として、
タングステンカーバイド・：１バルト（ＷＣ−Ｇｏ）系
超硬合金が知られている。

この超硬合金は難加工材で、鋳造や鍛造が困難であるた
め、一般に粉末冶金法により製造されている。しかし粉
末冶金法では原料粉末の性状や焼結合金の炭化物粒度、
炭素ａなどを厳！に管理する必要があり、これらの管理
が比較的面倒である。

一方、耐摩耗性および高硬度を備え、かつ機械加工が可
能な鉄基合金として高速度鋼が知られているが、高速度
鋼は硬さが超硬合金のおよそ１／２以下で、用途上の制
約がある。

また、高硬度材料として金属間化合物が知られているが
、脆性が大ぎく、塑性加工が極めて困難である。

（発明が解決しようと覆る問題点）耐摩耗合金の用途が多様化している近年においては、従
来公知の超硬合金、高速度項あるいは金属間化合物のも
つ硬邸、耐摩耗性および加工容易性等の特性では、種々
の要望に必ずしも十分に沿うことができない場合がある
。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、ＷＣ
−ＣＯｉＩ３硬合金や高速度鋼よりも耐摩耗性および硬
度が高く、しかも十分な強疾を右するとともに加工性が
良好な耐摩耗合金を提供しようとするものである。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段および作用）１）り記の
目的を達成するためには、基体が十分強固で加工性に優
れ、かつ表面硬化層が形成され易く、しかもその硬化層
の硬度が高いことがｃＵまれる。

発明者にＪ３いては、チタン（Ｔｉ）合金を窒化するこ
とにより、表面硬化層が形成される事実に着目して種々
の検問を行なった。この結果、一定範囲のＴｉ合金の成
分組成により、基体が強固で、加工性に優れ、かつ窒化
による高硬度の表面硬化層が比較的容易に形成されるこ
とを見出した。

本発明はこのような知見に基づくもので、基体・の組成
がＴｉ、Ｍｏ、Ｎｂからなり、Ｔ１の含有量が重Ｍ％で
４５％を超え６０％以下であり、耐摩耗性の必要な部位
が１１η記基体の窒化層である耐摩耗合金を要旨とする
ものである。

ここでＴｉは表面硬化層としての窒化物〈ＴｉＮ）を１
ｒ？るために必要な元素であり、上記組成において、Ｔ
ｉが４５％以下では窒化した場合に十分な硬さが得られ
ない。また、Ｔｉが６０％を超えると基体の強度が低下
し、工具あるいはダイス等としての部材への適用が国難
となる。

ＭＯは基体の硬度を高め、またＮｂは加工性、耐飾性を
高めるために好ましい元素である。

ＭＯの含有量は、好ましくは５％以上４０％未満である
。ＭＯは５％以上で硬度が出易くなり、一方４０％以上
になると加工性が悪化する。さらに、好ましいＭＯの含
有量は１０〜３０％、更に好ましくは１５〜２５％であ
る。

Ｎｂは加工性、耐食性等を高めるために添加する元素で
ある。

上記組成の合金製造は、アーク溶解法等によって行なえ
る。なお、粉末冶金法でも行なえる。

窒化処理は、例えばアンモニアガス中で２４〜４８時間
、４００〜６００℃の加熱により行なう。

窒化物による表面硬化層はＷＣ−Ｃｏ系合金や高速度鋼
よりも高硬度となる。また、その表面硬化層は金色を帯
び、装飾的効果す発揮される。したがって、用途として
は、切削工具や各種ダイスあるいは圧延用工具等の他、
時計側ヤ）宝飾具、釣具の通糸フックその他の加飾的用
具類にも拡大できる。なお、表面硬化層の色彩は基体へ
のＴ１含右足によって変化する。

（実／Ｉ物例）車量％でＭｏを２０％、ｌ−ｉを３０％、残をＮｂどし
た配合粉末を、消耗電極によりアーク溶解し、直径１０
０１００ｒ長さ３００＃の円柱状インゴットを作成した
。

このインゴットに熱間Ｒ造および熱間圧延を施した後、
切断して１１０ｍＸ２０で厚さ５履の四角形仮を作成し
た。

゛　これをアンモニアガス中で約２４時間、５０（’）
℃に加熱して窒化処理した。

シリコンサンド製回転砥石によって加圧力０゜２に９／
−で耐摩耗試験を行なったところ、６０００回転後の摩
耗量は５．２−であり、またビッカース硬さは１９００
１−１ｖであった。摩耗ｍおよび硬さについてＷＣ−１
２％ＣＯ系超硬合金および高速度鋼と比較したところ、
下記の表に示すように、前記実流例の合金は、いずれの
点についても優れていることが認められた。

また、基体は十分な強度を有するとともに、加工性もよ
く、種々の形状に形成できた。

なお、前記実流例以外にも、本発明による成分組成の範
囲で種々試験を行なったところ、前記同様の効果が認め
られた。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明によればＷＣ−Ｃｏ系超硬合金や
高速度鋼等に比較して、さらに耐摩耗性、硬度が高く、
しかも十分な強度を有するとともに、加工性もよい耐摩
耗合金が容易に得られるという効果が奏される。

Claims

【特許請求の範囲】１、基体の組成がＴｉ、Ｍｏ、Ｎｂからなり、Ｔｉの含
有量が重量％で４５％を超え６０％以下であり、耐摩耗
性の必要な部位が前記基体の窒化層であることを特徴と
する耐摩耗合金。２、重量％で基体へのＭｏの含有量が５％以上４０％未
満、残がＮｂからなる特許請求の範囲第１項記載の耐摩
耗合金。