JPH02209448A - 複合領域を有する超硬合金 - Google Patents
複合領域を有する超硬合金Info
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- JPH02209448A JPH02209448A JP3234789A JP3234789A JPH02209448A JP H02209448 A JPH02209448 A JP H02209448A JP 3234789 A JP3234789 A JP 3234789A JP 3234789 A JP3234789 A JP 3234789A JP H02209448 A JPH02209448 A JP H02209448A
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、優れた靭性と耐摩耗性とを兼ね備えた超硬合
金に関する。
金に関する。
従来から、工具用合金として、ＷＣやＴｉｅ等を含む硬
質分散相と、Ｅ’ｅｓ Ｎｉｓ Ｃｏ等の鉄族金属の結
合相とからなる超硬合金が用いられてさた。特に、ポン
チ、ヘッダー等の鍛造工具のように耐摩耗性及び耐衝撃
性が要求されるものには、ＷＣ−Ｃ。
質分散相と、Ｅ’ｅｓ Ｎｉｓ Ｃｏ等の鉄族金属の結
合相とからなる超硬合金が用いられてさた。特に、ポン
チ、ヘッダー等の鍛造工具のように耐摩耗性及び耐衝撃
性が要求されるものには、ＷＣ−Ｃ。
系超硬合金が主に使用されている。
これら超硬合金では、工具としての性能を改善するため
、Ｃｏ量の調整やＷＣの微細化によって耐摩耗性や靭性
の向上が図られてさた。
、Ｃｏ量の調整やＷＣの微細化によって耐摩耗性や靭性
の向上が図られてさた。
しかし、耐摩耗性と靭性とは相反する性質であるため、
両方を同時に改善向上させることは困難であった。例え
ば、Ｗｃ−Ｃ１０系超硬合金では、高靭性を付与するた
めＣｏ量を増加させると必然的に耐摩耗性が低下し、逆
にＣｏ量を減少させると耐摩耗性は向上するが靭性が低
下する。
両方を同時に改善向上させることは困難であった。例え
ば、Ｗｃ−Ｃ１０系超硬合金では、高靭性を付与するた
めＣｏ量を増加させると必然的に耐摩耗性が低下し、逆
にＣｏ量を減少させると耐摩耗性は向上するが靭性が低
下する。
このような事情から、超硬合金の耐摩耗・耐衝撃用工具
としての用途は、ハイスに比較して制限されてさた。
としての用途は、ハイスに比較して制限されてさた。
本発明はかかる従来の事情に鑑み、耐摩耗・耐衝撃用工
具として好適な、優れた靭性と耐摩耗性とを兼ね具えた
超硬合金を提供することを目的とする。
具として好適な、優れた靭性と耐摩耗性とを兼ね具えた
超硬合金を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明ではｗｃを含む硬質分
散相と鉄族金属の結合相とからなる超硬合金において、
合金表面に合金内部よりも結合相量の減少した領域を有
し、合金表面部に圧縮応力を生ぜしめたことを特徴とす
る。
散相と鉄族金属の結合相とからなる超硬合金において、
合金表面に合金内部よりも結合相量の減少した領域を有
し、合金表面部に圧縮応力を生ぜしめたことを特徴とす
る。
超硬合金の表面に合金内部よりも結合相量の減少した領
域を形成する手段としては、プレス成形の型に所定の結
合相量（平均的結合相量ンの粉末を充填し、その表面と
なる部分に結合相量を減少させた粉末を充填し、これを
プレス成形した後焼結する方法がある。又、所定の結合
相量の粉末のみを用いてプレス成形した後、焼結過程Ｇ
こおいて浸炭と脱炭とを繰返すことによって表面の結合
相を合金内部に偏析させ、結果的に表面に結合相量を減
少させた領域を形成する方法もある。
域を形成する手段としては、プレス成形の型に所定の結
合相量（平均的結合相量ンの粉末を充填し、その表面と
なる部分に結合相量を減少させた粉末を充填し、これを
プレス成形した後焼結する方法がある。又、所定の結合
相量の粉末のみを用いてプレス成形した後、焼結過程Ｇ
こおいて浸炭と脱炭とを繰返すことによって表面の結合
相を合金内部に偏析させ、結果的に表面に結合相量を減
少させた領域を形成する方法もある。
本発明の超硬合金では、合金表面にｃｏ等の結合相量を
減少した領域を有するので、合金表面での耐摩耗性が維
持又は改善される。これと同時に、耐摩耗性に寄与しな
い合金内部で相対的にＣｏ等の結合相量を多く出来るの
で、全体として高い靭性を付与することが可能である。
減少した領域を有するので、合金表面での耐摩耗性が維
持又は改善される。これと同時に、耐摩耗性に寄与しな
い合金内部で相対的にＣｏ等の結合相量を多く出来るの
で、全体として高い靭性を付与することが可能である。
結合相最減少領域の厚さｔｄと、該領域以外の平均的結
合相量領域の厚さｔｓ との比ｔｓ／ｌｄは１、Ｑ〜
１００の範囲が好ましい。
合相量領域の厚さｔｓ との比ｔｓ／ｌｄは１、Ｑ〜
１００の範囲が好ましい。
超硬合金の表面と内部に２つの組成の異なる領域が形成
されるので、焼結後の冷却過程において合金表面部に引
張力ないし圧縮力の残留応力が生じる。即ち、合金表面
部の残留応力σは、結合相最減少領域の厚さｔｄ、熱膨
張係数αｄ及びヤング率Ｋｄと、その他の平均的結合相
量領域の厚さｔｓ。
されるので、焼結後の冷却過程において合金表面部に引
張力ないし圧縮力の残留応力が生じる。即ち、合金表面
部の残留応力σは、結合相最減少領域の厚さｔｄ、熱膨
張係数αｄ及びヤング率Ｋｄと、その他の平均的結合相
量領域の厚さｔｓ。
熱膨張係数αＳ及びヤング率Ｅｓとにより、次式で表わ
される： σ＝Ｋ（αＳ−αｄ）Ｅｄ・△Ｔ （Ｋはｔｓ／ｌｄ及びＥｓ／Ｅｄで定められる値であり
、△Ｔは焼結温度と室温の温度差を表わす。）従って、
結合相最減少領域と平均的結合量領域の組成や厚さ等を
選択することによって、合金表面部に圧縮応力を生せし
めることが可能である。
される： σ＝Ｋ（αＳ−αｄ）Ｅｄ・△Ｔ （Ｋはｔｓ／ｌｄ及びＥｓ／Ｅｄで定められる値であり
、△Ｔは焼結温度と室温の温度差を表わす。）従って、
結合相最減少領域と平均的結合量領域の組成や厚さ等を
選択することによって、合金表面部に圧縮応力を生せし
めることが可能である。
例えば、ＷＣ−ＣＯ系超超硬合金は上記の比ｔｓ／ｌｄ
がほぼ１．０〜１００の範囲において、残留応力σが圧
縮応力となる。具体的に、合金表面をＷＣ−１０ｗｔ％
ＣＯ及び合金内部をＷＣ！−１５ｗｔ％ＣＯで構成した
本発明の超硬合金について、合金表面部の残留応力σと
両頭域の厚さの比ｔｓ／ｌｄの関係を図面に示す。
がほぼ１．０〜１００の範囲において、残留応力σが圧
縮応力となる。具体的に、合金表面をＷＣ−１０ｗｔ％
ＣＯ及び合金内部をＷＣ！−１５ｗｔ％ＣＯで構成した
本発明の超硬合金について、合金表面部の残留応力σと
両頭域の厚さの比ｔｓ／ｌｄの関係を図面に示す。
このように、合金表面部に圧縮応力を与えることにより
、圧縮応力のない同一組成の合金表面部よりも引張強度
や破壊靭性値を一層向上させることが出来る。
、圧縮応力のない同一組成の合金表面部よりも引張強度
や破壊靭性値を一層向上させることが出来る。
実施例１
型を用いて外径２０闘及び内径１０ｍｍの円筒状にプレ
ス成形したｗｅ−１５ｗｔ％ＣＯ粉末の外周に、更にＷ
ｅ−７ｗｔ％ＣＯ粉末を厚さ０．１ ｍｍ、 ０．５
ｆｎｔｎ、 ｌ ｓｒｎとなるようにプレス成形して複
層構造とし、１４００Ｃで焼結した。得られた合金の合
金表面（外周）の結合相最減少領域の厚さｔｄと、該領
域以外の平均的結合相量領域の厚さｔｓとの比ｔｓ／ｌ
ｄは、試料ＡＳＢ及びＣが夫々５０．１０及び１であっ
た。
ス成形したｗｅ−１５ｗｔ％ＣＯ粉末の外周に、更にＷ
ｅ−７ｗｔ％ＣＯ粉末を厚さ０．１ ｍｍ、 ０．５
ｆｎｔｎ、 ｌ ｓｒｎとなるようにプレス成形して複
層構造とし、１４００Ｃで焼結した。得られた合金の合
金表面（外周）の結合相最減少領域の厚さｔｄと、該領
域以外の平均的結合相量領域の厚さｔｓとの比ｔｓ／ｌ
ｄは、試料ＡＳＢ及びＣが夫々５０．１０及び１であっ
た。
又、合金表面部の残留応力をＸ線解析で測定したところ
、試料Ａ、Ｂ及びＣが夫々−１０〜ら、−２４臀−及び
−０，５ｋｇ、Ａｎｙｎであった。
、試料Ａ、Ｂ及びＣが夫々−１０〜ら、−２４臀−及び
−０，５ｋｇ、Ａｎｙｎであった。
各合笠試料を前方押出用ポンチとして用い、５ＯＲ２１
を断面減少率５８％及び押出長ＩＱｓｍで寿命テストを
行なった。比較のために、通常のＷＣ−７ｗｔ％ＣＯ合
金（試料Ｄ）とＷＣ！−１５ｗｔ％ＣＯ合金（試料Ｅ）
からなるポンチについても同様にテストした。その結果
、本発明の合金である試料Ａ、Ｂ及びＣでは夫々１２万
個、３０万個及び８万個のショットが可能であった。し
かし、試料りは６万個で亀裂が発生して寿命に至り、試
料Ｅは４万個で摩耗が大きく使用不能となった。
を断面減少率５８％及び押出長ＩＱｓｍで寿命テストを
行なった。比較のために、通常のＷＣ−７ｗｔ％ＣＯ合
金（試料Ｄ）とＷＣ！−１５ｗｔ％ＣＯ合金（試料Ｅ）
からなるポンチについても同様にテストした。その結果
、本発明の合金である試料Ａ、Ｂ及びＣでは夫々１２万
個、３０万個及び８万個のショットが可能であった。し
かし、試料りは６万個で亀裂が発生して寿命に至り、試
料Ｅは４万個で摩耗が大きく使用不能となった。
実施例２
実施例１と同じ試料Ａ、Ｂ及びＣを用いて、初期形状が
直径３２闘及び長さ／径１．５の３１５０を鍛造（前方
押出）してキャブランクを加工した。
直径３２闘及び長さ／径１．５の３１５０を鍛造（前方
押出）してキャブランクを加工した。
この時のポンチの寿命は試料Ａ、Ｂ及びＣが夫々８万個
、３０万個及び６万個であった。
、３０万個及び６万個であった。
しかし、比較のために行なった通常のＷＣ−７ｗｔ％Ｃ
Ｏ合金（試料Ｄ）とＷＣ！−１５ｗｔ％ＣＯ合金（試料
Ｅ）での同様のテストでは、試料りは２万個で亀裂が発
生して寿命に至り、試料Ｅは３０００個で摩耗が大きく
使用不能となった。
Ｏ合金（試料Ｄ）とＷＣ！−１５ｗｔ％ＣＯ合金（試料
Ｅ）での同様のテストでは、試料りは２万個で亀裂が発
生して寿命に至り、試料Ｅは３０００個で摩耗が大きく
使用不能となった。
本発明によれば、合金表面と内部とで結合相量を変えた
領域を形成することによって、優れた靭性と耐摩耗性と
を兼ね具えた超硬合金を提供することが出来る。
領域を形成することによって、優れた靭性と耐摩耗性と
を兼ね具えた超硬合金を提供することが出来る。
従って、この超硬合金は、鍛造等に用いる耐摩耗・耐衝
撃用工具として好適である。
撃用工具として好適である。
図面は本発明の超硬合金の一具体例において、合金表面
部の残留応力σと、合金表面の結合相最減少領域の厚さ
ｔｄと該領域以外の平均的結合相量領域の厚さｔｓとの
比ｔｓ／ｌｄとの関係を示すグラフである。
部の残留応力σと、合金表面の結合相最減少領域の厚さ
ｔｄと該領域以外の平均的結合相量領域の厚さｔｓとの
比ｔｓ／ｌｄとの関係を示すグラフである。
Claims (1)
- （１）ＷＣを含む硬質分散相と鉄族金属の結合相とから
なる超硬合金において、合金表面に合金内部よりも結合
相量の減少した領域を有し、合金表面部に圧縮応力を生
ぜしめたことを特徴とする超硬合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1032347A JP2775810B2 (ja) | 1989-02-10 | 1989-02-10 | 複合領域を有する超硬合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1032347A JP2775810B2 (ja) | 1989-02-10 | 1989-02-10 | 複合領域を有する超硬合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02209448A true JPH02209448A (ja) | 1990-08-20 |
| JP2775810B2 JP2775810B2 (ja) | 1998-07-16 |
Family
ID=12356425
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1032347A Expired - Fee Related JP2775810B2 (ja) | 1989-02-10 | 1989-02-10 | 複合領域を有する超硬合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2775810B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5447549A (en) * | 1992-02-20 | 1995-09-05 | Mitsubishi Materials Corporation | Hard alloy |
| JP2000355705A (ja) * | 1999-06-10 | 2000-12-26 | Honda Motor Co Ltd | 複合材製金型 |
| JP2000355701A (ja) * | 1999-06-10 | 2000-12-26 | Honda Motor Co Ltd | 複合材製コーティング部材 |
| JP2001098306A (ja) * | 1999-09-24 | 2001-04-10 | Honda Motor Co Ltd | 複合材製金型 |
| US7070643B2 (en) | 2003-03-27 | 2006-07-04 | Toshiba Tungaloy Co., Ltd. | Compositionally graded sintered alloy and method of producing the same |
| US8968834B2 (en) | 2008-09-15 | 2015-03-03 | Igor Yuri Konyashin | Wear part with hard facing |
| US9394592B2 (en) | 2009-02-27 | 2016-07-19 | Element Six Gmbh | Hard-metal body |
| JP2019162702A (ja) * | 2018-03-20 | 2019-09-26 | 京セラ株式会社 | 工具及びこれを備えた切削工具 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61179846A (ja) * | 1984-11-13 | 1986-08-12 | サントレ−ド リミテイド | 超硬合金ボデイ− |
-
1989
- 1989-02-10 JP JP1032347A patent/JP2775810B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61179846A (ja) * | 1984-11-13 | 1986-08-12 | サントレ−ド リミテイド | 超硬合金ボデイ− |
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| JP2001098306A (ja) * | 1999-09-24 | 2001-04-10 | Honda Motor Co Ltd | 複合材製金型 |
| US7070643B2 (en) | 2003-03-27 | 2006-07-04 | Toshiba Tungaloy Co., Ltd. | Compositionally graded sintered alloy and method of producing the same |
| US8968834B2 (en) | 2008-09-15 | 2015-03-03 | Igor Yuri Konyashin | Wear part with hard facing |
| US9394592B2 (en) | 2009-02-27 | 2016-07-19 | Element Six Gmbh | Hard-metal body |
| JP2019162702A (ja) * | 2018-03-20 | 2019-09-26 | 京セラ株式会社 | 工具及びこれを備えた切削工具 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2775810B2 (ja) | 1998-07-16 |
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