JPH0247207A - 表面にＴｉＣ系サーメツト層を形成させた硬質合金 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、切削工具や耐摩耗工具に用いる耐摩耗性にす
ぐれた硬質焼結合金に関するものである。

［従来技術と、その問題点］ 従来、超硬合金は切削工具や耐摩耗工具に広く使われて
いるが、近年使用条件の大巾な向上により耐摩耗性に幾
分の問題点を有するようになり、高速切削や熱間での圧
延ロールまたは鍛造金型などに用いた場合は、摩耗の促
進が速くなり、工具寿命が短くなる。

そこで、前記の超硬合金の表面に炭化チタンや窒化チタ
ンあるいは酸化アルミニウムの薄膜を化学的に、または
物理的に蒸着させ、該合金の耐摩耗性を向上させること
がおこなわれているが、超硬合金に上記した薄膜を化学
蒸着法や物理蒸着法によって形成させることは、その装
置自体が高価なもので、その装置に要した投資額が必然
的に製品コスト（こ跳ね返る。

したがって超硬合金に前記薄膜を形成したものは高価格
なものになるという問題点を有している。

［発明の目的］ 本発明は、上記した問題点に鑑みなしたもので、高価な
装置を必要とすることなく、超硬合金をさらに耐摩耗性
を高め、製品コストを押えながら工具寿命を大巾に延ば
すことが可能な硬質焼結合金を提供することを目的とす
るものである。

［問題点を解決するための手段コ 本発明は、前々記した問題点を下記する手段によって解
決したものである。

すなわち、硬質合金の表面に、焼結時に該合金から析出
されるコバルトおよび／またはニッケルなどによって結
合されたＴｉＣ層または（Ｔｉ−Ｗ）Ｃ層が厚み５μか
ら１００μ形成させた硬質焼結合金としたものである。

［発明の作用］ 上記した構成の本発明になる硬質焼結合金は次のように
して得るものである。

すなわち、炭化タングステンや炭化チタンまたは窒化チ
タンや炭化タンタルの粉末にコバルトやニッケルなどを
適量添加し、これを混合撹拌して得た粉末を圧粉体とし
、該圧粉体を予備焼結してセミシン体を得、このセミシ
ン体を５０ｃｃのアルコールに対して粒度１．２μ程度
の炭化チタン粉末を５ｇ分散させた液中へ浸漬し、つい
で前記液中から該セミシン体を取り出して自然乾燥させ
たものを真空中にて１３６０℃〜１４５０″Ｃの温度を
約６０分間加えて得るものである。

これにより前記硬質焼結合金の表面部には５μから１０
０μ程度の耐摩耗に富むＴｉＣ系サーメツト層が形成で
きる。

このＴｉＣ系サーメツト層を有せしめた硬質焼結合金は
、該合金から析出するコバルトやニッケルによって銀層
は該合金の表面部に固着されるので被膜の強度はきわめ
て高くなる。

しかも前記合金と表面層とは熱膨張係数がきわめて近接
しているので残留応力も少なく、合金の焼結と同時に層
の形成ができるので密着性が大巾に向上して耐ハクリ性
ならびに耐欠損性を大きく改善する。

また、耐摩耗性の向上と共に、耐溶着性も改善されるの
で良好な被削面精度が得られ仕上げ切削に適するように
なる。

なお、前記した層の厚みは、５μを下層ると工具寿命は
短くなる恐れがあるし、１００μを越える層の形成は、
該合金から銀層がハクリする危険性と製造コストかや−
高くなるので好ましくない。

［実施例］ 以下、本発明の実施例について述べる。

表−１に示す組成の粉末を溶媒中で混合撹拌し、これを
乾燥させて得た粉末をプレス形成して所定形状の圧粉体
とした。

この圧粉体を焼結炉内に載置し、真空中で温度７００℃
〜８３０℃を３０分間加えておこなう予備焼結によって
セミシン体を得た。

他方、容器にアルコール（ヘキサン、アセトンなどの有
機溶媒でも可）５０ｃｃに対して粒度１．２μ程度の炭
化チタン粉末を５ｇ添加して混合した液を用意した。

上記した液中へ前記したセミシン体を浸漬させた後、こ
れを取り出して自然乾燥させた。

なお、層の厚みのコントロールは、有機溶媒に対する添
加粉末の量の増減、または該層への浸漬回数の増減など
によっておこなうものである。

前記したセミシン体を焼結炉内に載置して真空下で１３
６０℃〜１４５０℃の温度を約６０分間加えて焼結して
硬質焼結合金を得た。

以上の硬質焼結合金は、その表面部に５μから１００μ
程度の層が形成されていた、これの詳細も表−１に示す
。

なお、前記層を観察した結果、ＴｉＣ核の周りにＷを固
溶した周辺組織を有する、いわゆるＴｉＣ系サーメツト
層であった。

また銀層の硬度は、該合金の銀層を取り除いた部分と比
較して３００ｍＨｖ　（荷重３００ｇ）程度高いもので
あった。

表−１ ［発明の効果コ 上記した本発明になる硬質合金から旋削用チップに形成
したものと、比較のために市販されている旋削用チップ
とを用意して性能テストをおこなった。なお、その詳細
は以下のとおりである。

テスト１ チップ型番ＳＮＭＮ１２０４０８のに４０　（ＪｉＳＢ
４１０４）の比較チップと、同型番の本発明になるチッ
プをバイトホルダーに固定し、これをＣＮＣ旋盤（４０
ＫＷ馬力）に装着して外径３０Ｃ）ｉｎのＦｅ１２材（
Ｈｓ２２＞を乾式切削で、切削速度１００ｍ／ｍｉｎ、
送り０．２ｍｍ／ｒｅＶ、切り込み２．０ｍｍを与えて
試験した以上の結果、比較品であるに４０のチップは、
約２５分間の切削で、フランク摩耗は０．４順であった
のに対し、本発明になるチップは、約２５分間切削した
時点でのフランク摩耗は０．２ｍｍであった。

テスト２ また、チップ型番ＣＮＭＧ１２０４０８ＧＧのＰＩＯ（
ＪｉＳＢ４１０４）の比較チップと、同型番の本発明に
なるチップをバイトホルダーに固定し、これをＣＮＣ旋
盤（４０ＫＷ馬力）に装着して外径１００順の５Ｃｒ４
２０Ｈ材（Ｈｓ２３）を乾式切削で、切削速度１５０ｍ
／ｍｉｎ、送り０．２ｍｍ／ｒｅｖ、切込み２．０正を
与えて試験したものは、比較的チップが１０分間の切削
で０．３３ｍｍのフランク摩耗をみたのに対し、本発明
になるチップは、約３５分間切削したときのフランク摩
耗は０２６龍であった。

本発明は、以上に述べた如く、従来のチップに比べて格
段にすぐれた耐摩耗性を有し、かつ耐溶着性も大きく改
善されることにより、高精度な仕上面が得られるように
なったのと同時に、硬質合金に形成する高硬度の被膜が
きわめて容易に形成でき被膜形成コストを大きく低減さ
せた。

また、該合金の表面硬度がきわめて高いことから切削工
具はもとより耐摩耗性が大きく要求される塑性加工用工
具、すなわち圧延ロールや鍛造用金型などに用いて大き
く効果を発揮するものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）硬質合金の表面に、該合金から析出されるコバル
   トおよび／またはニッケルなどによつて結合されたＴｉ
   Ｃ層または（Ｔｉ・Ｗ）Ｃ層が、厚み５μから１００μ
   形成されていることを特徴とする硬質焼結合金。