JPH0332501A - 超硬質合金工具 - Google Patents
超硬質合金工具Info
- Publication number
- JPH0332501A JPH0332501A JP16501089A JP16501089A JPH0332501A JP H0332501 A JPH0332501 A JP H0332501A JP 16501089 A JP16501089 A JP 16501089A JP 16501089 A JP16501089 A JP 16501089A JP H0332501 A JPH0332501 A JP H0332501A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- strength
- parts
- rigid
- ultra
- tool
- 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.)
- Pending
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- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (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］
本発明は超硬質合金工具の改良に関するものである。詳
細には、耐欠損性、耐焼き付は性を向上した耐摩工具の
応用範囲の拡大に関するものである。
細には、耐欠損性、耐焼き付は性を向上した耐摩工具の
応用範囲の拡大に関するものである。
［従来の技術］
本発明は超硬合金、サーメットを基本とし、改良された
ミクロ組織を有する工具に関するものである。硬質相が
ＷＣｌ （ＷＴｉＴａ）Ｃ及びＣ０からなる超硬合金や
、複炭化物相からなるサーメットのように複数の分散相
を有する焼結体は、その基本的な製造方法として、粉末
冶金法、特１こコールドプレス法により成形し焼結を行
い、より均質なミクロ組織を有したものを制作し、その
適用範囲を広げ、かつ長寿命の切削工具、耐層工具等と
して実用に供せられている。
ミクロ組織を有する工具に関するものである。硬質相が
ＷＣｌ （ＷＴｉＴａ）Ｃ及びＣ０からなる超硬合金や
、複炭化物相からなるサーメットのように複数の分散相
を有する焼結体は、その基本的な製造方法として、粉末
冶金法、特１こコールドプレス法により成形し焼結を行
い、より均質なミクロ組織を有したものを制作し、その
適用範囲を広げ、かつ長寿命の切削工具、耐層工具等と
して実用に供せられている。
その製造方法は主として均質に混合する工程と成形する
工程、及び焼結のプロセス技術により行われている。
工程、及び焼結のプロセス技術により行われている。
また、成形する工程には、より焼結体の形状に近似させ
る目的で射出成形、押し出し成形等も実施されている。
る目的で射出成形、押し出し成形等も実施されている。
さらに接合、または鋳込み等により異種金属との一体化
も行われている。
も行われている。
上記の様に従来の粉末冶金法により製造されている超硬
質合金工具はどちらかといえば均質に製造する方向であ
り、複合化の方法としては、Ｔ ｉＣ，Ａｌ２Ｏ３等の
被覆を実施し表面部に耐摩耗性の高い膜を施し効果を上
げるか、それに伴いその被覆層の直下に高硬度な層や軟
化層を設け、母材と層界面に生ずる脆弱な脱炭層を防止
しその強度の改善を計ったものもある。
質合金工具はどちらかといえば均質に製造する方向であ
り、複合化の方法としては、Ｔ ｉＣ，Ａｌ２Ｏ３等の
被覆を実施し表面部に耐摩耗性の高い膜を施し効果を上
げるか、それに伴いその被覆層の直下に高硬度な層や軟
化層を設け、母材と層界面に生ずる脆弱な脱炭層を防止
しその強度の改善を計ったものもある。
またミクロ組織的に、超硬質合金の構成を比較すると強
度上は結合金属の添加量、ＷＣ，ＴａＣ等の弾性率の高
い硬質金属炭化物を代用し靭性を持たせ、耐摩耗性は、
化学的に安定なＴｉ等の炭窒化物を上記弾性率の高い硬
質金属との複炭化物として、強度と耐摩耗性のバランス
を持たせている。
度上は結合金属の添加量、ＷＣ，ＴａＣ等の弾性率の高
い硬質金属炭化物を代用し靭性を持たせ、耐摩耗性は、
化学的に安定なＴｉ等の炭窒化物を上記弾性率の高い硬
質金属との複炭化物として、強度と耐摩耗性のバランス
を持たせている。
［問題点を解決する手段〕
しかしながら、本発明者らはより不均質な組織の構成が
もたらす効果を超硬合金において様々な方法で検討した
結果、よりマクロ的に組成 成分の分布を構成させた方
がより長寿命化がほかへかつ一体の焼結体と成っている
ため強度的にも其れほど劣化しないことをみいだした。
もたらす効果を超硬合金において様々な方法で検討した
結果、よりマクロ的に組成 成分の分布を構成させた方
がより長寿命化がほかへかつ一体の焼結体と成っている
ため強度的にも其れほど劣化しないことをみいだした。
そのため、成形方法に着目し、様々な成形方法で可能で
あることがわかった。２，３の例を挙げるとコールドプ
レス法においても粉末の充填の仕方を工夫することによ
り層状にプレス成形し、体化出来、遠心成形を利用して
パイプ状の物も可能である。
あることがわかった。２，３の例を挙げるとコールドプ
レス法においても粉末の充填の仕方を工夫することによ
り層状にプレス成形し、体化出来、遠心成形を利用して
パイプ状の物も可能である。
以上のごとく、本発明は硬質相として周期律表・の４ａ
、５ａ、６ａ族の炭化物、窒化物、炭窒化物の１種以上
と、結合金属としてＦｅ族、Ｃｒ族の１種以上よりなる
超硬質合金において５ Ｒ終焼結体における硬質相が強
度に富む部分と耐摩耗性に富む部分とがマクロ的に分布
または層状に成っていることをを特徴とする超硬質合金
工具である。
、５ａ、６ａ族の炭化物、窒化物、炭窒化物の１種以上
と、結合金属としてＦｅ族、Ｃｒ族の１種以上よりなる
超硬質合金において５ Ｒ終焼結体における硬質相が強
度に富む部分と耐摩耗性に富む部分とがマクロ的に分布
または層状に成っていることをを特徴とする超硬質合金
工具である。
本発明による超硬質合金工具の強度に富む部分とは、た
とえば超硬合金において、Ｗ Ｃ−Ｃｏ系ではＷＣの粒
度が影響しより粗粒が強度に優へＷＣ−ＴｉＣ−ＴａＣ
−Ｃｏ系ではＴｉ量、Ｔａ鼠の比率により、少ない程強
度か優へ またサーメットにおいては複炭窒化物相のＴ
ｊ、 ｆｉが少ないほど強度に優れ、セラミックにお
いては分散相よりもベースとなる酸化物と成る。但し、
最も強度に富む部分−結合金属−は焼結中番ご拡散移動
するため結合金属の添加量を増減させても均一に近づく
ため効果が少ない。
とえば超硬合金において、Ｗ Ｃ−Ｃｏ系ではＷＣの粒
度が影響しより粗粒が強度に優へＷＣ−ＴｉＣ−ＴａＣ
−Ｃｏ系ではＴｉ量、Ｔａ鼠の比率により、少ない程強
度か優へ またサーメットにおいては複炭窒化物相のＴ
ｊ、 ｆｉが少ないほど強度に優れ、セラミックにお
いては分散相よりもベースとなる酸化物と成る。但し、
最も強度に富む部分−結合金属−は焼結中番ご拡散移動
するため結合金属の添加量を増減させても均一に近づく
ため効果が少ない。
超硬質合金工具の耐摩耗性に富む部分とは、それらの反
対と成る。
対と成る。
以下、本発明に関し具体的に説明する。
［実施例１〕
市販のＷＣ粉末（平均粒度５． ０．ｕｍ、 ２．
５μｍ） 、ＴｉＣ粉末（同１．０μｍ） 、Ｔａ
Ｃ粉末（１，５μｍ）及び結合相としてＣｏ粉末を使用
して、一般に旋削用の基体に使用されるＪＩＳ Ｐ３
０相当（組成７１ＷＣ−９ＴｉＣ−９ＴａＣ−９Ｃｏ）
、ＪＩＳ Ｋ２０相当（組成９４ＷＣ−６Ｃｏ）にな
るように配合した。これらの粉末を配合し、混合終了後
、乾燥した後、コールドプレス成形時に粉末充填をに２
０／Ｐ３０のようにＰ２Ｏをチップの上面に層状に充填
した後、加圧成形し、そのチップをｇ空中１４００″Ｃ
で１ｈｒｉ結した。チップを５ＰＣ４３２の形状に加工
した。このチップを構造用鋼の角材のフライス加工に使
用して、機械的な衝撃が加わる荒削りの条件で切削試験
を実施した。尚、比較のため同一組成のＰ２Ｏのチップ
も試験した。
５μｍ） 、ＴｉＣ粉末（同１．０μｍ） 、Ｔａ
Ｃ粉末（１，５μｍ）及び結合相としてＣｏ粉末を使用
して、一般に旋削用の基体に使用されるＪＩＳ Ｐ３
０相当（組成７１ＷＣ−９ＴｉＣ−９ＴａＣ−９Ｃｏ）
、ＪＩＳ Ｋ２０相当（組成９４ＷＣ−６Ｃｏ）にな
るように配合した。これらの粉末を配合し、混合終了後
、乾燥した後、コールドプレス成形時に粉末充填をに２
０／Ｐ３０のようにＰ２Ｏをチップの上面に層状に充填
した後、加圧成形し、そのチップをｇ空中１４００″Ｃ
で１ｈｒｉ結した。チップを５ＰＣ４３２の形状に加工
した。このチップを構造用鋼の角材のフライス加工に使
用して、機械的な衝撃が加わる荒削りの条件で切削試験
を実施した。尚、比較のため同一組成のＰ２Ｏのチップ
も試験した。
切削速度 ｌｏｏｍ／ｍｉｎ
送り ０． ４ｍｍ／ｒｅｖ
切込み ５．０ｍｍ
その結果、本発明の超硬合金工具は耐摩耗性を３０分切
削後の逃げ面最大摩耗量で測定した結果、本発明チップ
は０．３０ｍｍでかつ、欠損が認められなかったのに対
し、市販チップは使用初期にチッピングが発生し、中途
で欠損した。
削後の逃げ面最大摩耗量で測定した結果、本発明チップ
は０．３０ｍｍでかつ、欠損が認められなかったのに対
し、市販チップは使用初期にチッピングが発生し、中途
で欠損した。
〔実施例２〕
市販のＷＣ粉末（平均粒度５． ０μｍ、 ０． ６
μｍ）、ＴａＣ粉末（１，５μｍ）及び結合相としてＣ
ｏ粉末、Ｃｒ粉末（同２．０μｍ）を使用して、
８９ＷＣ−１，０ＴａＣ−９，１５Ｃ。
μｍ）、ＴａＣ粉末（１，５μｍ）及び結合相としてＣ
ｏ粉末、Ｃｒ粉末（同２．０μｍ）を使用して、
８９ＷＣ−１，０ＴａＣ−９，１５Ｃ。
−０，８５Ｃｒ及びの組成になるよう配合した。
また比較のため９０ＷＣ−１，０ＴａＣ−９，ｌＣｏ−
０，９Ｃｒの組成になるようＷＣ２，５１：クロンの粉
末を使用してＪＩＳＶ３相当の合金も製作した。これら
の粉末を混合後、乾燥、造粒した。この微粒合金粉末を
内径２５ｍｍ、長さ１５０ｍｍのＳＵＳバイグに充填、
密封し、軸方向にセットし、回転速度５００ｒｐｍで予
備成形し、−旦開封し、粗粒合金粉末を充填した後、さ
らに回転速度２０００ｒｐｍ成形した。２５ｍｍψ×２
ｍｍ（微粒） −２５ｍｍ （粗粒）の成形体を得た。
０，９Ｃｒの組成になるようＷＣ２，５１：クロンの粉
末を使用してＪＩＳＶ３相当の合金も製作した。これら
の粉末を混合後、乾燥、造粒した。この微粒合金粉末を
内径２５ｍｍ、長さ１５０ｍｍのＳＵＳバイグに充填、
密封し、軸方向にセットし、回転速度５００ｒｐｍで予
備成形し、−旦開封し、粗粒合金粉末を充填した後、さ
らに回転速度２０００ｒｐｍ成形した。２５ｍｍψ×２
ｍｍ（微粒） −２５ｍｍ （粗粒）の成形体を得た。
この成形体を１４００℃ １時間焼結したのち、所定の
形状に加工した。また、ミクロ組織上の変化を確認する
ため、上記チップを研磨、ラップした後、組＃Ｓ観察し
た結果、微粒合金は表面より１゜０〜１．５ｍｍあった
。この焼結体を冷間成形用パンチに加工し、軟鋼の打ち
抜き加工１こ使用した。
形状に加工した。また、ミクロ組織上の変化を確認する
ため、上記チップを研磨、ラップした後、組＃Ｓ観察し
た結果、微粒合金は表面より１゜０〜１．５ｍｍあった
。この焼結体を冷間成形用パンチに加工し、軟鋼の打ち
抜き加工１こ使用した。
この種の工具においては打ち抜き材との摩擦によるパン
チ外周部の傷や摩擦熱によるクラック等の為生ずる製品
の面粗さにより寿命に達するか、打ち抜き時の機械的衝
撃によりチッピング、折損することがある。そのため、
面粗さ、パリに優れる微粒合金と圧縮強度に優れる粗粒
合金の特性を兼ね備えた本発明合金は６〜７万ショット
持ったのに対し、従来使用されている粗粒合金では１〜
２万シヨツトで面粗さが低下し、再研磨が必要となっ
た。
チ外周部の傷や摩擦熱によるクラック等の為生ずる製品
の面粗さにより寿命に達するか、打ち抜き時の機械的衝
撃によりチッピング、折損することがある。そのため、
面粗さ、パリに優れる微粒合金と圧縮強度に優れる粗粒
合金の特性を兼ね備えた本発明合金は６〜７万ショット
持ったのに対し、従来使用されている粗粒合金では１〜
２万シヨツトで面粗さが低下し、再研磨が必要となっ
た。
［発明の効果］
超硬質合金において、最終焼結体における硬質相が強度
に富む部分と耐摩耗性に高む部分とをマクロ的に分布ま
たは層状に構成することにより、複合材料の特徴を生か
した超硬質合金を提供するものである。
に富む部分と耐摩耗性に高む部分とをマクロ的に分布ま
たは層状に構成することにより、複合材料の特徴を生か
した超硬質合金を提供するものである。
Claims (1)
- 本発明は硬質相として周期律表の４ａ、５ａ、６ａ族
の炭化物、窒化物、炭窒化物の１種以上と、結合金属と
してＦｅ族、Ｃｒ族の１種以上よりなる超硬質合金にお
いて、最終焼結体における硬質相が強度に富む部分と耐
摩耗性に富む部分とがマクロ的に分布または層状に成つ
ていることをを特徴とする超硬質合金工具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16501089A JPH0332501A (ja) | 1989-06-27 | 1989-06-27 | 超硬質合金工具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16501089A JPH0332501A (ja) | 1989-06-27 | 1989-06-27 | 超硬質合金工具 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0332501A true JPH0332501A (ja) | 1991-02-13 |
Family
ID=15804128
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16501089A Pending JPH0332501A (ja) | 1989-06-27 | 1989-06-27 | 超硬質合金工具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0332501A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009090455A (ja) * | 2007-09-21 | 2009-04-30 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 切削工具 |
-
1989
- 1989-06-27 JP JP16501089A patent/JPH0332501A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009090455A (ja) * | 2007-09-21 | 2009-04-30 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 切削工具 |
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