JPH0333771B2 - - Google Patents
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- JPH0333771B2 JPH0333771B2 JP62121762A JP12176287A JPH0333771B2 JP H0333771 B2 JPH0333771 B2 JP H0333771B2 JP 62121762 A JP62121762 A JP 62121762A JP 12176287 A JP12176287 A JP 12176287A JP H0333771 B2 JPH0333771 B2 JP H0333771B2
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- carbide
- nitrogen
- sintered alloy
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Description
（産業上の利用分野）
本発明は、耐摩耗工具部品又は切削工具部品に
適する強度、耐摩耗性及び耐熱変形性にすぐれた
窒素含有炭化チタン基焼結合金に関するものであ
る。 （従来の技術） 一般に、炭化タングステンに比較して炭化チタ
ンは、鉄族金属との親和性に乏しく、又耐酸化性
にすぐれている。このらの理由から、特に鉄系材
料を切削するための切削工具部品用には、WC基
焼結合金に代り、TiCを主成分としたTiC基焼結
合金が実用化されている。しかしながら、TiC基
焼結合金は、WC基焼結合金に比較して強度が低
く、しかも高温における耐塑性変形性が劣るとい
う問題がある。これらの問題点の解決法として窒
素を含有したTiC基焼結合金が多数提案されてい
る。窒素を含有したTiC基焼結合金の代表例とし
ては、特開昭51−93711号公報及び特公昭56−
51201号公報がある。 （発明が解決しようとする問題点） 特開昭51−93711号公報は、重量％で、炭化タ
ングステン10〜60％、炭化チタン５〜40％、炭化
タンタル５〜30％、窒化チタン３〜20％、コバル
ト、ニツケル、鉄等の鉄族金属５〜20％の成分か
らなることを特徴とする切削用超硬合金である。
この特開昭51−93711号公報の合金は、TiCを主
成分とする組成に窒化チタンを添加することによ
り固溶体粒子の粒成長を抑制して微細結晶粒に
し、その結果、窒素無含有のTiC基焼結合金に比
べて高硬度で、耐摩耗性が向上しているものであ
る。また、窒化チタンは炭化チタンに比べて熱衝
撃抵抗が大きいことから、窒素無含有のTiC基焼
結合金に比較して耐熱衝撃性が改善されているも
のである。しかしながら、特開昭51−93711号公
報の合金は、窒素無含有のTiC基焼結合金と同様
に炭化チタンを核に持つ有核組織であるために結
晶粒の微細化が顕著でなく、しかも高温における
耐塑性変形性が劣るという問題がある。 特公昭56−51201号公報は、窒素を含有した
TiC基焼結合金で、チタン及び窒素に富む炭室化
物固溶体と、第６族金属成分に富むが窒素に乏し
いもう１つの硬質相により成る２相混合物であ
り、２相混合物は微細構造を形成し、チタン及び
窒素に富む炭窒化物相が第６族金属に富むが窒素
に乏しい相に包囲され、結合相合金との主界面を
形成していることを特徴とするものである。この
特公昭56−51201号公報の合金は、窒素無含有の
TiC基焼結合金と異なり、チタン及び窒素に富む
炭窒化物相を芯部にしたものであることから微細
結晶粒になつており、このために耐摩耗性、強度
及び耐熱変形性などの合金特性がすぐれているも
のである。しかしながら、この特公昭56−51201
号公報の合金は、スピノダル領域内に含まれる選
択された組成で、スピノダル反応を利用して作製
するものであるために、出発原料粉末、焼結時に
用いる焼結炉及び焼結雰囲気などの製造条件の制
御を従来の粉末冶金法と異なり非常に厳しくしな
ければ作製できないという問題がある。 本発明は、上述のような問題点を解決したもの
で、具体的には、TiとＷとを含有する炭化物を
芯部とし、この芯部が炭窒化物の外周部で包囲さ
れてなる有芯構造の硬質相を焼結合金中に形成さ
せたもので、耐摩耗性、強度及び高温における耐
熱変形性のすぐれた窒素含有の炭化チタン基焼結
合金の提供を目的とするものである。 （問題点を解決するための手段） 本発明者らは、窒素を含有したTiC基焼結合金
の基本系であるTiC−TiN−Mo2C−Ni系合金
に、他の各種の炭化物を添加し、その添加炭化物
の役割について検討していた所、特に窒化チタン
と炭化モリブテンとの合計量に対する炭化タング
ステン量を適量添加し、焼結時の雰囲気制御によ
つては、他炭化物の添加に比較して合金組織が著
しく微細になり、しかも高温硬さが改良され、高
強度で、切削時の耐刃先変形性にすぐれるという
知見を得たものである。この知見に基づいて、本
発明を完成するに至つたものである。 すなわち、本発明の耐熱変形性にすぐれた窒素
含有炭化チタン基焼結合金は、Ni及び／又はCo
でなる結合相３〜18wt％と、残り硬質相と不可
避不純物とからなり、該硬質相は７〜34wt％の
窒化チタンと４〜24.5wt％の炭化タングステンと
４〜12.5wt％の炭化モリブデンと、さらに2wt％
以下の炭化ハフニウム、2wt％以下の炭化ジルコ
ニウム、5wt％以下の炭化ニオブ又は10wt％以下
の炭化タンタルの中の少なくとも１種と、残り炭
化チタンとからなる組成であつて、かつ該硬質相
はTiとＷとを含有した複合炭化物の芯部をTiと
ＷとMoとHf、Zr、Nb、Taの中の少なくとも１
種とを含有した複合炭窒化物の外周部で包囲して
なる第１硬質相を0.4〜7vol％含有している（但
し、硬質相中に、窒化チタンの芯部を周期律表
4a、5a、6a族金属の炭化物及び窒化物の中の２
種以上の相互固溶体の外周部で包囲してなる有芯
硬質相を0.5〜5vol％含有している場合は除く。）
ことを特徴とするものである。 この本発明の耐熱変形性にすぐれた窒素含有炭
化チタン基焼結合金における硬質相は、具体的に
は、（Ti、Ｗ）Ｃの複合炭化物でなる芯部を
（Ti、Ｗ、Mo、Ｍ）（Ｃ、Ｎ）の複合炭窒化物
（以下、ＭはHf、Zr、Nb、Taの中の少なくとも
１種を表わす。）でなる外周部で包囲された第１
硬質相が0.4〜7vol％含有しているものである。
この第１硬質相を除いた、残りの硬質相は、例え
ばTiCの炭化物でなる芯部を（Ti、Ｗ、Mo、
Ｍ）（Ｃ、Ｎ）の複合炭窒化物でなる外周部で包
囲された第２硬質相、（Ti、Ｗ）（Ｃ、Ｎ）の複
合炭窒化物でなる芯部を（Ti、Ｗ、Mo、Ｍ）
（Ｃ、Ｎ）の複合炭窒化物でなる外周部で包囲さ
れた第３硬質相、Ti（Ｃ、Ｎ）の炭窒化物でなる
芯部を（Ti、Ｗ、Mo、Ｍ）（Ｃ、Ｎ）の複合炭
窒化物でなる外周部で包囲された第４硬質相、又
はTiNの窒化物でなる芯部を（Ti、Ｗ、Mo、
Ｍ）（Ｃ、Ｎ）の複合炭窒化物でなる外周部で包
囲された第５硬質相（但し、第５硬質相が0.5〜
5vol％含有している場合は除く。）などを挙げる
ことができる。特に、易焼結性及び焼結合金の耐
熱変形性から、硬質相は、第１硬質相と第２硬質
相とからなることが好ましいものである。これら
の硬質相を構成している芯部及び外周部は、化学
量組成又は非化学量論組成でなつているものであ
る。この硬質相として含有している第１硬質相の
平均粒径が0.1〜1.5μｍであると、強度及び耐熱
変形性にすぐれる傾向にあることから、特に好ま
しいものである。また、第１硬質相を除いた、残
りの硬質相の平均粒径が3μｍ以下、好ましくは
1.0μｍ以下であると焼結合金の諸特性がすぐれる
傾向になる。 本発明の耐熱変形性にすぐれた窒素含有炭化チ
タン基焼結合金における結合相は、Ni及び／又
はCoでなるもので、他に硬質相を構成している
元素、特にMoとＣが0.1％以下の不純物程度に固
溶している場合もある。 次に、本発明の耐熱変形性にすぐれた窒素含有
炭化チタン基焼結合金において、数値限定した理
由を以下に述べる。 結合相が3wt％未満になると、相対的に硬質相
が97wt％を超えて多くなるために難焼結性にな
る。このために、緻密で強度の高い合金を得るの
が困難になる。逆に、結合相が18wt％を超えて
多くなると、相対的に硬質相が82wt％未満にな
るために耐摩耗性が低下する。このために、結合
相は、３〜18wt％と定めたものである。 硬質相中の窒化チタンが7wt％未満になると、
硬質相全体が粗粒化の傾向を示し、耐摩耗性が低
下する。逆に、窒化チタンが34wt％を超えて多
くなると、難焼結性になり、緻密な焼結合金を得
るのが困難になる。このために、硬質相中の窒化
チタンは、７〜34wt％と定めたものである。 硬質相中の炭化タングステンが4wt％未満にな
ると、（Ti、Ｗ）Ｃを芯部とする第１硬質相が
0.4vol％未満となつて、硬質相を粗粒化し、耐摩
耗性及び耐塑性変形性の低下となる。逆に、炭化
タングステンが24.5wt％を超えて多くなると、硬
質相中に炭化タングステンが析出し、硬質相の微
細化を阻害して、強度を低下する。このために、
硬質相中の炭化タングステンは、４〜24.5wt％と
定めたものである。 硬質相中の炭化モリブデンが4wt％未満になる
と、難焼結性になり、緻密な焼結合金を得るのが
困難になる。逆に、炭化モリブデンが12.5wt％を
超えて多くなると、硬質相を形成している外周部
が粗大化して、強度低下となる。このために、硬
質相中の炭化モリブデンは、４〜12.5wt％と定め
たものである。 硬質相中に2wt％を超えた炭化ハフニウム、
2wt％を超えた炭化ジルコニウム、5wt％を超え
た炭化ニオブ、10wt％を超えた炭化タンタルが
存在すると、外周部が厚くなり、結局硬質相の粗
粒化が生じて強度低下になる。このために、硬質
相中には、炭化ハフニウム2wt％以下、炭化ジル
コニウム2wt％以下、炭化ニオブ5wt％以下、炭
化タンタル10wt％以下と定めたものである。 硬質相中の第１硬質相が0.4vol％未満になる
と、硬質相が粗粒化し、強度及び耐熱変形性を低
下する。逆に、第１硬質相が7vol％を超えて多く
なると炭化タングステンが析出し、硬質相の微細
化を阻害して強度及び耐熱変形性を低下する。こ
のために、硬質相中の第１硬質相は、0.4〜7vol
％と定めたものである。 本発明の耐熱変形性にすぐれた窒素含有炭化チ
タン基焼結合金を作製するには、出発原料粉末に
平均粒径が3μｍ以下のものを用いて、有機溶媒
中で湿式混合粉砕し、この混合粉砕粉末を従来の
粉末冶金法における成形方法でもつて成形した
後、必要に応じて脱脂処理後、真空中で1400〜
1500℃の温度で保持して焼結すればよい。特に、
焼結合金中に第１硬質相を形成させるために重要
なことは、成形後の圧粉体に付着又は固溶してい
る酸素量をできるだけ少なくし、焼結時の液相発
生までの昇温中は、H2、H2−CO、H2−N2又は
H2−CO−N2の減圧状ガス雰囲気にし、次いで液
相発生から焼結完了までを少し高真空にするのが
よい。 （作用） 本発明の耐熱変形性にすぐれた窒素含有炭化チ
タン基焼結合金は、第１硬質相が硬質相全体の結
晶を微細にする作用をし、特に第１硬質相中の芯
部に固溶しているＷが第１硬質相の結晶を微細に
すると共に、硬質相全体の結晶を微細にする作用
をしているものである。また、硬質相の外周部中
に存在するHf、Zr、Nb、Taの中の少なくとも
１種は、耐酸化性を向上する作用、耐熱変形性を
向上する作用及び強度向上の作用がある。これら
の第１硬質相中の芯部と硬質相の外周部を形成し
ている複合炭窒化物との相互作用により、本発明
の焼結合金は、室温及び高温での硬さの向上、強
度の向上並びに耐摩耗性、耐酸化性及び耐熱変形
性にすぐれるという作用をもたらしてるものであ
る。 （実施例） 実施例 １ 平均粒径1μｍのWC粉末、平均粒径１〜3μｍの
各種炭化物粉末、窒化物粉末、Ni粉末及びCo粉
末を出発原料として用いて、第１表の各試料を配
合した。この第１表の各試料をステンレス製容
器、超硬合金製ボールを用いてヘキサン溶媒中で
40時間混合した後、パラフイン混合、乾燥及び
1ton／cm2圧力で成形した。次に、成形圧粉体を真
空炉に設置して、１×10-2Torrの真空にした後、
H2−COの減圧ガス中で1350℃まで昇温し、次い
で５×10-2Torrの真空中、1400〜1500℃で１時
間保持にて焼結した。こうした得た本発明の焼結
合金の室温での硬さ、1000℃での硬さ、室温での
抵抗力を測定し、その結果を第２表に示した。ま
た、各焼結合金をＸ線マイクロアナライザー、走
査型電子顕微鏡により組織観察し、特に第１硬質
相の平均粒径及びその含有量を求めて第２表に併
記した。尚、比較品として、焼結条件が５×
10-2Torrの真空中の他は、上述と同様に行つて
得た比較品も第１表及び第２表に併記した。
適する強度、耐摩耗性及び耐熱変形性にすぐれた
窒素含有炭化チタン基焼結合金に関するものであ
る。 （従来の技術） 一般に、炭化タングステンに比較して炭化チタ
ンは、鉄族金属との親和性に乏しく、又耐酸化性
にすぐれている。このらの理由から、特に鉄系材
料を切削するための切削工具部品用には、WC基
焼結合金に代り、TiCを主成分としたTiC基焼結
合金が実用化されている。しかしながら、TiC基
焼結合金は、WC基焼結合金に比較して強度が低
く、しかも高温における耐塑性変形性が劣るとい
う問題がある。これらの問題点の解決法として窒
素を含有したTiC基焼結合金が多数提案されてい
る。窒素を含有したTiC基焼結合金の代表例とし
ては、特開昭51−93711号公報及び特公昭56−
51201号公報がある。 （発明が解決しようとする問題点） 特開昭51−93711号公報は、重量％で、炭化タ
ングステン10〜60％、炭化チタン５〜40％、炭化
タンタル５〜30％、窒化チタン３〜20％、コバル
ト、ニツケル、鉄等の鉄族金属５〜20％の成分か
らなることを特徴とする切削用超硬合金である。
この特開昭51−93711号公報の合金は、TiCを主
成分とする組成に窒化チタンを添加することによ
り固溶体粒子の粒成長を抑制して微細結晶粒に
し、その結果、窒素無含有のTiC基焼結合金に比
べて高硬度で、耐摩耗性が向上しているものであ
る。また、窒化チタンは炭化チタンに比べて熱衝
撃抵抗が大きいことから、窒素無含有のTiC基焼
結合金に比較して耐熱衝撃性が改善されているも
のである。しかしながら、特開昭51−93711号公
報の合金は、窒素無含有のTiC基焼結合金と同様
に炭化チタンを核に持つ有核組織であるために結
晶粒の微細化が顕著でなく、しかも高温における
耐塑性変形性が劣るという問題がある。 特公昭56−51201号公報は、窒素を含有した
TiC基焼結合金で、チタン及び窒素に富む炭室化
物固溶体と、第６族金属成分に富むが窒素に乏し
いもう１つの硬質相により成る２相混合物であ
り、２相混合物は微細構造を形成し、チタン及び
窒素に富む炭窒化物相が第６族金属に富むが窒素
に乏しい相に包囲され、結合相合金との主界面を
形成していることを特徴とするものである。この
特公昭56−51201号公報の合金は、窒素無含有の
TiC基焼結合金と異なり、チタン及び窒素に富む
炭窒化物相を芯部にしたものであることから微細
結晶粒になつており、このために耐摩耗性、強度
及び耐熱変形性などの合金特性がすぐれているも
のである。しかしながら、この特公昭56−51201
号公報の合金は、スピノダル領域内に含まれる選
択された組成で、スピノダル反応を利用して作製
するものであるために、出発原料粉末、焼結時に
用いる焼結炉及び焼結雰囲気などの製造条件の制
御を従来の粉末冶金法と異なり非常に厳しくしな
ければ作製できないという問題がある。 本発明は、上述のような問題点を解決したもの
で、具体的には、TiとＷとを含有する炭化物を
芯部とし、この芯部が炭窒化物の外周部で包囲さ
れてなる有芯構造の硬質相を焼結合金中に形成さ
せたもので、耐摩耗性、強度及び高温における耐
熱変形性のすぐれた窒素含有の炭化チタン基焼結
合金の提供を目的とするものである。 （問題点を解決するための手段） 本発明者らは、窒素を含有したTiC基焼結合金
の基本系であるTiC−TiN−Mo2C−Ni系合金
に、他の各種の炭化物を添加し、その添加炭化物
の役割について検討していた所、特に窒化チタン
と炭化モリブテンとの合計量に対する炭化タング
ステン量を適量添加し、焼結時の雰囲気制御によ
つては、他炭化物の添加に比較して合金組織が著
しく微細になり、しかも高温硬さが改良され、高
強度で、切削時の耐刃先変形性にすぐれるという
知見を得たものである。この知見に基づいて、本
発明を完成するに至つたものである。 すなわち、本発明の耐熱変形性にすぐれた窒素
含有炭化チタン基焼結合金は、Ni及び／又はCo
でなる結合相３〜18wt％と、残り硬質相と不可
避不純物とからなり、該硬質相は７〜34wt％の
窒化チタンと４〜24.5wt％の炭化タングステンと
４〜12.5wt％の炭化モリブデンと、さらに2wt％
以下の炭化ハフニウム、2wt％以下の炭化ジルコ
ニウム、5wt％以下の炭化ニオブ又は10wt％以下
の炭化タンタルの中の少なくとも１種と、残り炭
化チタンとからなる組成であつて、かつ該硬質相
はTiとＷとを含有した複合炭化物の芯部をTiと
ＷとMoとHf、Zr、Nb、Taの中の少なくとも１
種とを含有した複合炭窒化物の外周部で包囲して
なる第１硬質相を0.4〜7vol％含有している（但
し、硬質相中に、窒化チタンの芯部を周期律表
4a、5a、6a族金属の炭化物及び窒化物の中の２
種以上の相互固溶体の外周部で包囲してなる有芯
硬質相を0.5〜5vol％含有している場合は除く。）
ことを特徴とするものである。 この本発明の耐熱変形性にすぐれた窒素含有炭
化チタン基焼結合金における硬質相は、具体的に
は、（Ti、Ｗ）Ｃの複合炭化物でなる芯部を
（Ti、Ｗ、Mo、Ｍ）（Ｃ、Ｎ）の複合炭窒化物
（以下、ＭはHf、Zr、Nb、Taの中の少なくとも
１種を表わす。）でなる外周部で包囲された第１
硬質相が0.4〜7vol％含有しているものである。
この第１硬質相を除いた、残りの硬質相は、例え
ばTiCの炭化物でなる芯部を（Ti、Ｗ、Mo、
Ｍ）（Ｃ、Ｎ）の複合炭窒化物でなる外周部で包
囲された第２硬質相、（Ti、Ｗ）（Ｃ、Ｎ）の複
合炭窒化物でなる芯部を（Ti、Ｗ、Mo、Ｍ）
（Ｃ、Ｎ）の複合炭窒化物でなる外周部で包囲さ
れた第３硬質相、Ti（Ｃ、Ｎ）の炭窒化物でなる
芯部を（Ti、Ｗ、Mo、Ｍ）（Ｃ、Ｎ）の複合炭
窒化物でなる外周部で包囲された第４硬質相、又
はTiNの窒化物でなる芯部を（Ti、Ｗ、Mo、
Ｍ）（Ｃ、Ｎ）の複合炭窒化物でなる外周部で包
囲された第５硬質相（但し、第５硬質相が0.5〜
5vol％含有している場合は除く。）などを挙げる
ことができる。特に、易焼結性及び焼結合金の耐
熱変形性から、硬質相は、第１硬質相と第２硬質
相とからなることが好ましいものである。これら
の硬質相を構成している芯部及び外周部は、化学
量組成又は非化学量論組成でなつているものであ
る。この硬質相として含有している第１硬質相の
平均粒径が0.1〜1.5μｍであると、強度及び耐熱
変形性にすぐれる傾向にあることから、特に好ま
しいものである。また、第１硬質相を除いた、残
りの硬質相の平均粒径が3μｍ以下、好ましくは
1.0μｍ以下であると焼結合金の諸特性がすぐれる
傾向になる。 本発明の耐熱変形性にすぐれた窒素含有炭化チ
タン基焼結合金における結合相は、Ni及び／又
はCoでなるもので、他に硬質相を構成している
元素、特にMoとＣが0.1％以下の不純物程度に固
溶している場合もある。 次に、本発明の耐熱変形性にすぐれた窒素含有
炭化チタン基焼結合金において、数値限定した理
由を以下に述べる。 結合相が3wt％未満になると、相対的に硬質相
が97wt％を超えて多くなるために難焼結性にな
る。このために、緻密で強度の高い合金を得るの
が困難になる。逆に、結合相が18wt％を超えて
多くなると、相対的に硬質相が82wt％未満にな
るために耐摩耗性が低下する。このために、結合
相は、３〜18wt％と定めたものである。 硬質相中の窒化チタンが7wt％未満になると、
硬質相全体が粗粒化の傾向を示し、耐摩耗性が低
下する。逆に、窒化チタンが34wt％を超えて多
くなると、難焼結性になり、緻密な焼結合金を得
るのが困難になる。このために、硬質相中の窒化
チタンは、７〜34wt％と定めたものである。 硬質相中の炭化タングステンが4wt％未満にな
ると、（Ti、Ｗ）Ｃを芯部とする第１硬質相が
0.4vol％未満となつて、硬質相を粗粒化し、耐摩
耗性及び耐塑性変形性の低下となる。逆に、炭化
タングステンが24.5wt％を超えて多くなると、硬
質相中に炭化タングステンが析出し、硬質相の微
細化を阻害して、強度を低下する。このために、
硬質相中の炭化タングステンは、４〜24.5wt％と
定めたものである。 硬質相中の炭化モリブデンが4wt％未満になる
と、難焼結性になり、緻密な焼結合金を得るのが
困難になる。逆に、炭化モリブデンが12.5wt％を
超えて多くなると、硬質相を形成している外周部
が粗大化して、強度低下となる。このために、硬
質相中の炭化モリブデンは、４〜12.5wt％と定め
たものである。 硬質相中に2wt％を超えた炭化ハフニウム、
2wt％を超えた炭化ジルコニウム、5wt％を超え
た炭化ニオブ、10wt％を超えた炭化タンタルが
存在すると、外周部が厚くなり、結局硬質相の粗
粒化が生じて強度低下になる。このために、硬質
相中には、炭化ハフニウム2wt％以下、炭化ジル
コニウム2wt％以下、炭化ニオブ5wt％以下、炭
化タンタル10wt％以下と定めたものである。 硬質相中の第１硬質相が0.4vol％未満になる
と、硬質相が粗粒化し、強度及び耐熱変形性を低
下する。逆に、第１硬質相が7vol％を超えて多く
なると炭化タングステンが析出し、硬質相の微細
化を阻害して強度及び耐熱変形性を低下する。こ
のために、硬質相中の第１硬質相は、0.4〜7vol
％と定めたものである。 本発明の耐熱変形性にすぐれた窒素含有炭化チ
タン基焼結合金を作製するには、出発原料粉末に
平均粒径が3μｍ以下のものを用いて、有機溶媒
中で湿式混合粉砕し、この混合粉砕粉末を従来の
粉末冶金法における成形方法でもつて成形した
後、必要に応じて脱脂処理後、真空中で1400〜
1500℃の温度で保持して焼結すればよい。特に、
焼結合金中に第１硬質相を形成させるために重要
なことは、成形後の圧粉体に付着又は固溶してい
る酸素量をできるだけ少なくし、焼結時の液相発
生までの昇温中は、H2、H2−CO、H2−N2又は
H2−CO−N2の減圧状ガス雰囲気にし、次いで液
相発生から焼結完了までを少し高真空にするのが
よい。 （作用） 本発明の耐熱変形性にすぐれた窒素含有炭化チ
タン基焼結合金は、第１硬質相が硬質相全体の結
晶を微細にする作用をし、特に第１硬質相中の芯
部に固溶しているＷが第１硬質相の結晶を微細に
すると共に、硬質相全体の結晶を微細にする作用
をしているものである。また、硬質相の外周部中
に存在するHf、Zr、Nb、Taの中の少なくとも
１種は、耐酸化性を向上する作用、耐熱変形性を
向上する作用及び強度向上の作用がある。これら
の第１硬質相中の芯部と硬質相の外周部を形成し
ている複合炭窒化物との相互作用により、本発明
の焼結合金は、室温及び高温での硬さの向上、強
度の向上並びに耐摩耗性、耐酸化性及び耐熱変形
性にすぐれるという作用をもたらしてるものであ
る。 （実施例） 実施例 １ 平均粒径1μｍのWC粉末、平均粒径１〜3μｍの
各種炭化物粉末、窒化物粉末、Ni粉末及びCo粉
末を出発原料として用いて、第１表の各試料を配
合した。この第１表の各試料をステンレス製容
器、超硬合金製ボールを用いてヘキサン溶媒中で
40時間混合した後、パラフイン混合、乾燥及び
1ton／cm2圧力で成形した。次に、成形圧粉体を真
空炉に設置して、１×10-2Torrの真空にした後、
H2−COの減圧ガス中で1350℃まで昇温し、次い
で５×10-2Torrの真空中、1400〜1500℃で１時
間保持にて焼結した。こうした得た本発明の焼結
合金の室温での硬さ、1000℃での硬さ、室温での
抵抗力を測定し、その結果を第２表に示した。ま
た、各焼結合金をＸ線マイクロアナライザー、走
査型電子顕微鏡により組織観察し、特に第１硬質
相の平均粒径及びその含有量を求めて第２表に併
記した。尚、比較品として、焼結条件が５×
10-2Torrの真空中の他は、上述と同様に行つて
得た比較品も第１表及び第２表に併記した。
【表】
【表】
実施例 ２
実施例１で得た各試料を用いて、下記の条件に
より切削試験を行い、その結果を第３表に示し
た。 旋削による切削試験条件 被削材 S48C（CHB233） φ250×750 切削速度 250ｍ／min 送り速度 0.3mm／rev 切り込み量 1.5mm 切削時間 10min チツプ形状 SPGN 160308 0.1×（−30゜）ホーニング付 乾式切削
より切削試験を行い、その結果を第３表に示し
た。 旋削による切削試験条件 被削材 S48C（CHB233） φ250×750 切削速度 250ｍ／min 送り速度 0.3mm／rev 切り込み量 1.5mm 切削時間 10min チツプ形状 SPGN 160308 0.1×（−30゜）ホーニング付 乾式切削
【表】
【表】
（発明の効果）
以上の結果、本発明の耐熱変形性にすぐれた窒
素含有炭化チタン基焼結合金は、第１硬質相の存
在してない焼結合金及び本発明から外れた焼結合
金等の比較合金に比べて、硬さが僅かに向上し、
抵抗強度が約20〜60％向上し、鋼切削時における
逃げ面摩耗量が約2/5〜3/4に減少し、鋼切削時に
おける熱変形量が約1/2〜1/8に減少するという効
果がある。 このことから、本発明の焼結合金は、従来の炭
化チタン基焼結合金により用いられている旋削工
具領域用の切削工具部品及びあまり衝撃力が加わ
らない耐摩耗工具部品に他に、さらに高速領域又
は高送り領域用の切削工具部品、フライス用切削
工具部品、エンドミルやドリル等の穴あけ工具用
の切削工具部品、磁気テープ、紙、金属箔板等の
切断工具部品又はダイヤモンド、CBN、TiC、
TiN、Al2O3等の被覆層を形成させるための基材
としても応用できる産業上有用な材料である。
素含有炭化チタン基焼結合金は、第１硬質相の存
在してない焼結合金及び本発明から外れた焼結合
金等の比較合金に比べて、硬さが僅かに向上し、
抵抗強度が約20〜60％向上し、鋼切削時における
逃げ面摩耗量が約2/5〜3/4に減少し、鋼切削時に
おける熱変形量が約1/2〜1/8に減少するという効
果がある。 このことから、本発明の焼結合金は、従来の炭
化チタン基焼結合金により用いられている旋削工
具領域用の切削工具部品及びあまり衝撃力が加わ
らない耐摩耗工具部品に他に、さらに高速領域又
は高送り領域用の切削工具部品、フライス用切削
工具部品、エンドミルやドリル等の穴あけ工具用
の切削工具部品、磁気テープ、紙、金属箔板等の
切断工具部品又はダイヤモンド、CBN、TiC、
TiN、Al2O3等の被覆層を形成させるための基材
としても応用できる産業上有用な材料である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Ni及び／又はCoでなる結合相３〜18wt％
と、残り硬質相と不可避不純物とからなり、該硬
質相は７〜34wt％の窒化チタンと４〜24.5wt％
の炭化タングステンと４〜12.5wt％の炭化モリブ
デンと、さらに2wt％以下の炭化ハフニウム、
2wt％以下の炭化ジルコニウム、5wt％以下の炭
化ニオブ又は10wt％以下の炭化タンタルの中の
少なくとも１種と、残り炭化チタンとからなる組
成であつて、かつ該硬質相はTiとＷとを含有し
た複合炭化物の芯部をTiとＷとMoとHf、Zr、
Nb、Taの中の少なくとも１種とを含有した複合
炭窒化物の外周部で包囲してなる第１硬質相を
0.4〜7vol％含有している（但し、硬質相中に、
窒化チタンの芯部を周期律表4a、5a、6a族金属
の炭化物及び窒化物の中の２種以上の相互固溶体
の外周部で包囲してなる有芯硬質相を0.5〜5vol
％含有している場合は除く。）ことを特徴とする
耐熱変形性にすぐれた窒素含有炭化チタン基焼結
合金。 ２ 上記硬質相は、上記第１硬質相を0.4〜7vol
％と、残り炭化チタンの芯部をTiとＷとMoと
Hf、Zr、Nb、Taの中の少なくとも１種とを含
有した複合炭窒化物の外周部で包囲してなる第２
硬質相とからなることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の耐熱変形性にすぐれた窒素含有炭
化チタン基焼結合金。 ３ 上記第１硬質相は、平均粒径が0.1〜1.5μｍ
であることを特徴とする特許請求の範囲第１項又
は第２項記載の耐熱変形性にすぐれた窒素含有炭
化チタン基焼結合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12176287A JPS63286550A (ja) | 1987-05-19 | 1987-05-19 | 耐熱変形性にすぐれた窒素含有炭化チタン基焼結合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12176287A JPS63286550A (ja) | 1987-05-19 | 1987-05-19 | 耐熱変形性にすぐれた窒素含有炭化チタン基焼結合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63286550A JPS63286550A (ja) | 1988-11-24 |
| JPH0333771B2 true JPH0333771B2 (ja) | 1991-05-20 |
Family
ID=14819255
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12176287A Granted JPS63286550A (ja) | 1987-05-19 | 1987-05-19 | 耐熱変形性にすぐれた窒素含有炭化チタン基焼結合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63286550A (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5127110B2 (ja) * | 2004-01-29 | 2013-01-23 | 京セラ株式会社 | ＴｉＣＮ基サーメットおよびその製造方法 |
| JP4659682B2 (ja) * | 2005-10-18 | 2011-03-30 | 日本特殊陶業株式会社 | サーメット製インサート及び切削工具 |
| JP5127264B2 (ja) * | 2007-02-23 | 2013-01-23 | 京セラ株式会社 | ＴｉＣＮ基サーメット |
| JP4974980B2 (ja) * | 2008-08-25 | 2012-07-11 | 京セラ株式会社 | ＴｉＣＮ基サーメット |
| RU2643752C1 (ru) * | 2014-03-19 | 2018-02-05 | Тунгалой Корпорейшн | Металлокерамический инструмент |
| JP6380016B2 (ja) * | 2014-11-05 | 2018-08-29 | 株式会社タンガロイ | サーメット工具および被覆サーメット工具 |
| CN104630590B (zh) * | 2015-02-12 | 2016-08-24 | 成都邦普切削刀具股份有限公司 | 一种复合硬质合金材料及其制备方法 |
| US11111564B2 (en) * | 2018-10-04 | 2021-09-07 | Sumitomo Electric Hardmetal Corp. | Cemented carbide, cutting tool including same, and method of producing cemented carbide |
| GB201917347D0 (en) * | 2019-11-28 | 2020-01-15 | Hyperion Materials & Tech Sweden Ab | NbC-based cemented carbide |
| CN117105227B (zh) * | 2023-08-21 | 2025-09-05 | 黑龙江省科学院高技术研究院 | 一种铪氧化物表面改性碳化钛粉末的制备方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5627587A (en) * | 1979-08-14 | 1981-03-17 | Mitsubishi Electric Corp | Correlative tracking unit |
| JPS6173857A (ja) * | 1984-09-19 | 1986-04-16 | Mitsubishi Metal Corp | 切削工具用サ−メツト |
| JPH0611897B2 (ja) * | 1986-10-09 | 1994-02-16 | 東芝タンガロイ株式会社 | 高強度焼結合金 |
-
1987
- 1987-05-19 JP JP12176287A patent/JPS63286550A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63286550A (ja) | 1988-11-24 |
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