JPH0372148B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0372148B2 JPH0372148B2 JP59064542A JP6454284A JPH0372148B2 JP H0372148 B2 JPH0372148 B2 JP H0372148B2 JP 59064542 A JP59064542 A JP 59064542A JP 6454284 A JP6454284 A JP 6454284A JP H0372148 B2 JPH0372148 B2 JP H0372148B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- weight
- powder
- iron
- alloy
- chromium
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Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は、耐摩耗部材として好適に使用できる
超硬合金とその製造方法に関する。 〔技術的背景〕 従来、WCを主体とする超硬合金は、WC−Co
系のものが主に用いられているが、結合材がCo
であるため耐摩耗性において不十分である。この
耐摩耗性を改良するために、結合材として鉄合金
を用いることも考えられるが、FeがWC中のＣを
固溶することによりWC自体の脱炭作用を生じ、
合金を脆化させ、脆化部の脱落磨耗が起こり易
い。また、その他の耐摩耗性改善のための手段と
して、VC，TaC，Cr3C2等の炭化物を１％前後
添加して焼結時の結晶粒の成長を防ぎ硬度を上げ
ることも試みられているが、飛躍的な改善は望め
ないのが現状である。 〔発明の目的〕 本発明の目的は、従来のCoに代えて、焼結に
際してWCの脱炭を生じることがない高硬度の鉄
合金を結合材として用いることによつて、耐摩耗
性を改善した超硬合金とその製造方法を提供する
ことにある。 〔発明の構成〕 本発明は、炭化タングステン70〜90重量％と残
部が結合材合金とからなり、同結合材合金がクロ
ム25〜30重量％と炭素２〜５重量％と残部が鉄か
らなる鉄合金であり、且つ、同結合材合金には二
炭化三クロムが分散せしめたことによつてその目
的を達成した。 そして、製造に当たつては、WCとともにWC
の脱炭を生じることないクロムを25〜30重量％と
炭素を２〜５重量％含有するFe合金粉末が使用
される。超硬合金のWC含有量が90wt％を超える
と、機械的強度が低下することに起因するWC粒
子の脱落により耐摩耗性が低下し、また、70wt
％未満では硬質相であるWCの量が少なくなりす
ぎて耐摩耗性が低下する。そのためWCの量は70
〜90wt％が望ましい。 CrはＣとともにFe中に固溶して基地を強化す
るとともに一部Ｃと結合してCr3C2を生じて、基
地中に析出分散して耐摩耗性を増大する。そのた
めには結合材中に25重量％存在することが必要で
ある。しかしながら、30重量％を超えるとCr3C2
の析出量が多くなつて基地を脆くするので、それ
以下に抑える必要がある。 また、Ｃは上記のFe中への固溶とCr3C2形成の
他に、WCの脱炭防止のために添加される。この
目的のためには最低２重量％が必要であるが、５
重量％を超えると焼結性が悪くなるのでそれ以下
に抑える必要がある。 結合金属相中に全体にCr3C2を分散させるため
には、Cr，Ｃ，Feなどの各成分単体を粉末状で
添加することもできるが、単体粉末に代えてこれ
らの合金、Cr3C2のような化合物、高クロム鋳鉄
などを所定成分になるように任意添加する方が、
本発明の炭化タングステン−鉄系超硬合金として
は組織が均一で微細なものになり、耐摩耗性が向
上する効果が大きい。 CrをCr3C2の形で加えるときは、添加Ｃ量は
Cr3C2のＣ量を減じておく。 焼結温度を1300〜1600℃に設定することによつ
て、結合金属中の二炭化三クロム細粒の一様な分
散が行われる。焼結温度が1300℃より低いと、焼
結密度が低く二炭化三クロムの均一な分散がしに
くくなり、また、1600℃より高くなると、結合材
合金のしみ出しが大きくなり、二炭化三クロムの
凝集が著しくなつて好ましくない。 これによつて焼結に当たつては、WCからの脱
炭がなく、また結合相には炭化クロムが析出存在
して耐摩耗性が向上し、超硬合金全体としての耐
摩耗性を向上することができる。 〔実施例〕 実施例 １ 平均粒子径1.32μmの炭化タングステン粉末85
重量％と結合材合金形成のためのクロム粉末、鉄
粉末、カーボン粉末をそれぞれ4.05重量％、
10.62重量％、0.33重量％（結合材組成としてCr
27重量％、Fe 70.8重量％、Ｃ 2.2重量％）およ
びこれらの粉末に対し、２重量％のセチルアルコ
ールを加えボール・ミルにて充分混合する。つぎ
に、油圧プレス機を使用してプレス圧2.4t／cm2で
10×30×５mmの圧粉体を作製した。この圧粉体を
10-4トールの真空中800℃に10分間保持した後、
1500℃で１時間焼結した。 得られた焼結体の密度は13.10であり、その硬
さはビツカース硬さ1780で、WC 85重量％、Co
15重量％よりなる通常の超硬合金のビツカース硬
さ1200に比べはるかに優れており耐摩耗性が優れ
たものである。 実施例 ２ 平均粒子径1.32μｍを有する炭化タングステン
粉末に平均粒子径3.5μｍを有する炭化クロム粉
末、鉄粉末、およびカーボン粉末を表１に示す割
合に配合し、これに２重量％のセチルアルコール
を添加し、ボボール・ミルで５時間混合した。 このあと、プレス圧2.4t／cm2で10×30×５mmの
圧粉体を作製し、10-4トールの真空中で同表に記
載の温度で１時間焼結し、焼結後同表に示す通り
の特性を得た。 実施例 ３ 平均粒子径1.32μｍを有する炭化タングステン
粉末に、クロムを27重量％含有する−320メツシ
ユの粒度のクロム鋳鉄粉末を表２に示す割合で配
合し、これを実施例２と同一条件で混合、成形
し、この圧粉体を10-4トールの真空中で同表に示
す温度で焼結した。焼結後の特性は同表に示す通
りである。
超硬合金とその製造方法に関する。 〔技術的背景〕 従来、WCを主体とする超硬合金は、WC−Co
系のものが主に用いられているが、結合材がCo
であるため耐摩耗性において不十分である。この
耐摩耗性を改良するために、結合材として鉄合金
を用いることも考えられるが、FeがWC中のＣを
固溶することによりWC自体の脱炭作用を生じ、
合金を脆化させ、脆化部の脱落磨耗が起こり易
い。また、その他の耐摩耗性改善のための手段と
して、VC，TaC，Cr3C2等の炭化物を１％前後
添加して焼結時の結晶粒の成長を防ぎ硬度を上げ
ることも試みられているが、飛躍的な改善は望め
ないのが現状である。 〔発明の目的〕 本発明の目的は、従来のCoに代えて、焼結に
際してWCの脱炭を生じることがない高硬度の鉄
合金を結合材として用いることによつて、耐摩耗
性を改善した超硬合金とその製造方法を提供する
ことにある。 〔発明の構成〕 本発明は、炭化タングステン70〜90重量％と残
部が結合材合金とからなり、同結合材合金がクロ
ム25〜30重量％と炭素２〜５重量％と残部が鉄か
らなる鉄合金であり、且つ、同結合材合金には二
炭化三クロムが分散せしめたことによつてその目
的を達成した。 そして、製造に当たつては、WCとともにWC
の脱炭を生じることないクロムを25〜30重量％と
炭素を２〜５重量％含有するFe合金粉末が使用
される。超硬合金のWC含有量が90wt％を超える
と、機械的強度が低下することに起因するWC粒
子の脱落により耐摩耗性が低下し、また、70wt
％未満では硬質相であるWCの量が少なくなりす
ぎて耐摩耗性が低下する。そのためWCの量は70
〜90wt％が望ましい。 CrはＣとともにFe中に固溶して基地を強化す
るとともに一部Ｃと結合してCr3C2を生じて、基
地中に析出分散して耐摩耗性を増大する。そのた
めには結合材中に25重量％存在することが必要で
ある。しかしながら、30重量％を超えるとCr3C2
の析出量が多くなつて基地を脆くするので、それ
以下に抑える必要がある。 また、Ｃは上記のFe中への固溶とCr3C2形成の
他に、WCの脱炭防止のために添加される。この
目的のためには最低２重量％が必要であるが、５
重量％を超えると焼結性が悪くなるのでそれ以下
に抑える必要がある。 結合金属相中に全体にCr3C2を分散させるため
には、Cr，Ｃ，Feなどの各成分単体を粉末状で
添加することもできるが、単体粉末に代えてこれ
らの合金、Cr3C2のような化合物、高クロム鋳鉄
などを所定成分になるように任意添加する方が、
本発明の炭化タングステン−鉄系超硬合金として
は組織が均一で微細なものになり、耐摩耗性が向
上する効果が大きい。 CrをCr3C2の形で加えるときは、添加Ｃ量は
Cr3C2のＣ量を減じておく。 焼結温度を1300〜1600℃に設定することによつ
て、結合金属中の二炭化三クロム細粒の一様な分
散が行われる。焼結温度が1300℃より低いと、焼
結密度が低く二炭化三クロムの均一な分散がしに
くくなり、また、1600℃より高くなると、結合材
合金のしみ出しが大きくなり、二炭化三クロムの
凝集が著しくなつて好ましくない。 これによつて焼結に当たつては、WCからの脱
炭がなく、また結合相には炭化クロムが析出存在
して耐摩耗性が向上し、超硬合金全体としての耐
摩耗性を向上することができる。 〔実施例〕 実施例 １ 平均粒子径1.32μmの炭化タングステン粉末85
重量％と結合材合金形成のためのクロム粉末、鉄
粉末、カーボン粉末をそれぞれ4.05重量％、
10.62重量％、0.33重量％（結合材組成としてCr
27重量％、Fe 70.8重量％、Ｃ 2.2重量％）およ
びこれらの粉末に対し、２重量％のセチルアルコ
ールを加えボール・ミルにて充分混合する。つぎ
に、油圧プレス機を使用してプレス圧2.4t／cm2で
10×30×５mmの圧粉体を作製した。この圧粉体を
10-4トールの真空中800℃に10分間保持した後、
1500℃で１時間焼結した。 得られた焼結体の密度は13.10であり、その硬
さはビツカース硬さ1780で、WC 85重量％、Co
15重量％よりなる通常の超硬合金のビツカース硬
さ1200に比べはるかに優れており耐摩耗性が優れ
たものである。 実施例 ２ 平均粒子径1.32μｍを有する炭化タングステン
粉末に平均粒子径3.5μｍを有する炭化クロム粉
末、鉄粉末、およびカーボン粉末を表１に示す割
合に配合し、これに２重量％のセチルアルコール
を添加し、ボボール・ミルで５時間混合した。 このあと、プレス圧2.4t／cm2で10×30×５mmの
圧粉体を作製し、10-4トールの真空中で同表に記
載の温度で１時間焼結し、焼結後同表に示す通り
の特性を得た。 実施例 ３ 平均粒子径1.32μｍを有する炭化タングステン
粉末に、クロムを27重量％含有する−320メツシ
ユの粒度のクロム鋳鉄粉末を表２に示す割合で配
合し、これを実施例２と同一条件で混合、成形
し、この圧粉体を10-4トールの真空中で同表に示
す温度で焼結した。焼結後の特性は同表に示す通
りである。
【表】
上記実施例３によつて得た焼結体を、下記の条
件下で摩耗試験にかけた結果、添付図に示す結果
を得た。 摩耗試験機：スガ平面摩耗試験機 荷重 ：３Kg 研磨紙 ：カーボンランダムペーパー＃320 摩耗回数（往復）：2400回 同図において、曲線Ａと曲線Ｂは実施例３によ
つて得た表２の(3)と(4)による焼結体の場合を示
し、曲線Ｃと曲線Ｄはそれぞれ15重量％Coによ
つて結合した従来のWC−Co系焼結体と同18重量
％Coによつて結合したWC−Co系焼結体の摩耗
試験結果を示す。 この図によつて本発明による焼結体の耐摩耗性
は、極めて優れており、コバルトを結合材として
含む炭化タングステン基超硬合金の２倍以上の耐
摩耗性を有することが判る。
件下で摩耗試験にかけた結果、添付図に示す結果
を得た。 摩耗試験機：スガ平面摩耗試験機 荷重 ：３Kg 研磨紙 ：カーボンランダムペーパー＃320 摩耗回数（往復）：2400回 同図において、曲線Ａと曲線Ｂは実施例３によ
つて得た表２の(3)と(4)による焼結体の場合を示
し、曲線Ｃと曲線Ｄはそれぞれ15重量％Coによ
つて結合した従来のWC−Co系焼結体と同18重量
％Coによつて結合したWC−Co系焼結体の摩耗
試験結果を示す。 この図によつて本発明による焼結体の耐摩耗性
は、極めて優れており、コバルトを結合材として
含む炭化タングステン基超硬合金の２倍以上の耐
摩耗性を有することが判る。
添付図は本発明の焼結体の耐摩耗特性を示すも
のである。
のである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 炭化タングステン70〜90重量％と残部が結合
材合金とからなり、同結合材合金がクロム25〜30
重量％と炭素２〜５重量％と残部が鉄からなる鉄
合金であり、且つ、同結合材合金には二炭化三ク
ロムが分散していることを特徴とする炭化タング
ステン−鉄系超硬合金。 ２ 炭化タングステン粉末70〜90重量％に、残部
がクロム25〜30重量％と炭素２〜５重量％を含有
する鉄合金からなる結合材合金を形成する炭化ク
ロム粉末とカーボン粉末と鉄粉末または高クロム
鋳鉄粉末とを配合し、同配合物を混合、圧縮成形
した後、真空中または非酸化性雰囲気中で1300〜
1600℃で焼結して、結合材合金中に二炭化三クロ
ムを形成し均一に分散することを特徴とする炭化
タングステン−鉄系超硬合金の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59064542A JPS60208448A (ja) | 1984-03-30 | 1984-03-30 | 炭化タングステン−鉄系超硬合金とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59064542A JPS60208448A (ja) | 1984-03-30 | 1984-03-30 | 炭化タングステン−鉄系超硬合金とその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60208448A JPS60208448A (ja) | 1985-10-21 |
| JPH0372148B2 true JPH0372148B2 (ja) | 1991-11-15 |
Family
ID=13261210
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59064542A Granted JPS60208448A (ja) | 1984-03-30 | 1984-03-30 | 炭化タングステン−鉄系超硬合金とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60208448A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6369938A (ja) * | 1986-09-11 | 1988-03-30 | Nippon Tungsten Co Ltd | ＳｉＣに対する摺動特性に優れた超硬合金 |
| GB202204522D0 (en) * | 2022-03-30 | 2022-05-11 | Element Six Gmbh | Cemented carbide material |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58217657A (ja) * | 1982-06-08 | 1983-12-17 | Hitachi Metals Ltd | 超硬質合金の製造方法 |
-
1984
- 1984-03-30 JP JP59064542A patent/JPS60208448A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60208448A (ja) | 1985-10-21 |
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