JPH05247608A - 粉末高速度鋼 - Google Patents
粉末高速度鋼Info
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- JPH05247608A JPH05247608A JP8461492A JP8461492A JPH05247608A JP H05247608 A JPH05247608 A JP H05247608A JP 8461492 A JP8461492 A JP 8461492A JP 8461492 A JP8461492 A JP 8461492A JP H05247608 A JPH05247608 A JP H05247608A
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- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 粉末高速度鋼において、合金の靭性が低下す
ることなく硬度を向上させることができる粉末高速度鋼
を提供することを目的とする。 【構成】 Ｔａ，Ｎｂ，Ｔｉの炭化物あるいは窒化物を
２種以上含むことを特徴とする粉末高速度鋼。
ることなく硬度を向上させることができる粉末高速度鋼
を提供することを目的とする。 【構成】 Ｔａ，Ｎｂ，Ｔｉの炭化物あるいは窒化物を
２種以上含むことを特徴とする粉末高速度鋼。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、圧延ロール、鍛造用
工具等の耐摩工具や、ドリル等の切削工具等の材料であ
る粉末高速度鋼に関するものである。
工具等の耐摩工具や、ドリル等の切削工具等の材料であ
る粉末高速度鋼に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】圧延ロール、鍛造用工具等の耐摩工具
や、ドリル等の切削工具に使用される高速度鋼（ハイ
ス）は、鉄を主成分とし、硬度や耐摩耗性を向上させる
ために、モリブデン（Ｍｏ），バナジウム（Ｖ）等の各
種の硬質元素を含んでいる。
や、ドリル等の切削工具に使用される高速度鋼（ハイ
ス）は、鉄を主成分とし、硬度や耐摩耗性を向上させる
ために、モリブデン（Ｍｏ），バナジウム（Ｖ）等の各
種の硬質元素を含んでいる。
【０００３】この高速度鋼には、原料を一旦溶融して形
成するいわゆる溶融ハイスや、原料粉末を粉末冶金法で
形成するいわゆる粉末ハイス（粉末高速度鋼）がある
が、粉末ハイスは、溶融ハイスに比べ、硬質炭化物の偏
析がなく靭性、硬度が優れたものである。
成するいわゆる溶融ハイスや、原料粉末を粉末冶金法で
形成するいわゆる粉末ハイス（粉末高速度鋼）がある
が、粉末ハイスは、溶融ハイスに比べ、硬質炭化物の偏
析がなく靭性、硬度が優れたものである。
【０００４】ここで、粉末高速度鋼の原料となる母材粉
末の製造方法としては、これまでガスアトマイズ法、
水アトマイズ法、酸化物還元法などが知られている
が、このうちガスアトマイズ法によって得られる粉末
が、その組成中に工具とした時に最も有害とされる不純
物酸素量が少ないことから、近年粉末高速度鋼の原料製
造の主流となっており、このガスアトマイズ粉を用いた
粉末高速度鋼の製法としては下記の方法がある。
末の製造方法としては、これまでガスアトマイズ法、
水アトマイズ法、酸化物還元法などが知られている
が、このうちガスアトマイズ法によって得られる粉末
が、その組成中に工具とした時に最も有害とされる不純
物酸素量が少ないことから、近年粉末高速度鋼の原料製
造の主流となっており、このガスアトマイズ粉を用いた
粉末高速度鋼の製法としては下記の方法がある。
【０００５】まず、原料粉末をカプセルに充填し、熱間
又は冷間静水圧成形し、その後鍛造・圧延し、カプセル
除去し、工具を得る方法や、この出願人が先に提出した
特願平２−８７７３０号におけるように原料粉末を一旦
ホットプレスにより一次固化し、その後に焼結および熱
間静水圧成形を行なうといった方法がある。
又は冷間静水圧成形し、その後鍛造・圧延し、カプセル
除去し、工具を得る方法や、この出願人が先に提出した
特願平２−８７７３０号におけるように原料粉末を一旦
ホットプレスにより一次固化し、その後に焼結および熱
間静水圧成形を行なうといった方法がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記のいずれ
の方法においても、固化の段階で一旦液相となった硬質
相が固化するときに粒成長してしまい、合金強度が低下
するといった問題があった。
の方法においても、固化の段階で一旦液相となった硬質
相が固化するときに粒成長してしまい、合金強度が低下
するといった問題があった。
【０００７】また、合金の硬度を向上させる目的で原料
粉末に添加される元素についても、あまり多くの量を添
加すると、合金靭性の低下等を伴うので、硬度向上にも
限界があった。
粉末に添加される元素についても、あまり多くの量を添
加すると、合金靭性の低下等を伴うので、硬度向上にも
限界があった。
【０００８】この発明は上記のような課題を解決し、合
金の靭性が低下することなく硬度を向上させることがで
きる粉末高速度鋼を提供することを目的とする。
金の靭性が低下することなく硬度を向上させることがで
きる粉末高速度鋼を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明者らは、鋭意研
究の末、粉末高速度鋼において、Ｔａ，Ｎｂ，Ｔｉの炭
化物あるいは窒化物を２種以上含ませることによって、
原料粉末の焼結、固化の段階において、硬質相が粒成長
しないので靭性低下がなく、更に、高温時の靭性にもす
ぐれ、硬度も向上した粉末高速度鋼とすることを見出し
たものである。
究の末、粉末高速度鋼において、Ｔａ，Ｎｂ，Ｔｉの炭
化物あるいは窒化物を２種以上含ませることによって、
原料粉末の焼結、固化の段階において、硬質相が粒成長
しないので靭性低下がなく、更に、高温時の靭性にもす
ぐれ、硬度も向上した粉末高速度鋼とすることを見出し
たものである。
【００１０】この発明の粉末高速度鋼を製造する方法と
しては、予め一度溶融した後に噴霧法で得られた粉末ハ
イス粉末（母材粉末）を固化する前に、Ｔａ，Ｎｂ，Ｔ
ｉの炭化物あるいは窒化物の２種以上を粉末の状態で添
加して混合し、その後にこれら原料粉末を一旦ホットプ
レスにより一次固化し、その後に焼結および熱間静水圧
成形を行ない粉末高速度鋼を得る。
しては、予め一度溶融した後に噴霧法で得られた粉末ハ
イス粉末（母材粉末）を固化する前に、Ｔａ，Ｎｂ，Ｔ
ｉの炭化物あるいは窒化物の２種以上を粉末の状態で添
加して混合し、その後にこれら原料粉末を一旦ホットプ
レスにより一次固化し、その後に焼結および熱間静水圧
成形を行ない粉末高速度鋼を得る。
【００１１】この発明のＴａＣとＮｂＣの２種を含んだ
粉末高速度鋼においては、その組成範囲に最適値があ
り、ＴａＣ／ＮｂＣ（重量比）が１／１０〜１０／１の
範囲内にあることが望ましく、更にＴｉＣを加えた場合
は、ＴａＣ／（ＮｂＣ＋ＴｉＣ）（重量比）が１／１０
〜１０／１の範囲内にあることが望ましい。
粉末高速度鋼においては、その組成範囲に最適値があ
り、ＴａＣ／ＮｂＣ（重量比）が１／１０〜１０／１の
範囲内にあることが望ましく、更にＴｉＣを加えた場合
は、ＴａＣ／（ＮｂＣ＋ＴｉＣ）（重量比）が１／１０
〜１０／１の範囲内にあることが望ましい。
【００１２】又、この発明においてはＴａＣを含む３種
類の炭化物の全率固溶体を全体の０．５wt％以上含む粉
末高速度鋼であることが望ましい。
類の炭化物の全率固溶体を全体の０．５wt％以上含む粉
末高速度鋼であることが望ましい。
【００１３】
【作用】Ｆｅを主成分とする原料からなる粉末ハイス粉
末に、Ｔａ，Ｎｂ，Ｔｉの炭化物あるいは窒化物を２種
以上含ませて混合し、ホットプレスによる一次固化を経
て焼結および熱間静水圧成形を行ない、この発明の粉末
高速度鋼を得る。
末に、Ｔａ，Ｎｂ，Ｔｉの炭化物あるいは窒化物を２種
以上含ませて混合し、ホットプレスによる一次固化を経
て焼結および熱間静水圧成形を行ない、この発明の粉末
高速度鋼を得る。
【００１４】合金中に含まれた前記のＴａ，Ｎｂ，Ｔｉ
の炭化物あるいは窒化物は、合金の硬度を向上させる効
果があり、更に、製造時の焼結の際に合金中の硬質相は
液相となり、この液相が固まる時に、前記のＴａ，Ｎ
ｂ，Ｔｉの炭化物あるいは窒化物は安定な物質であり、
粒成長をせずに組織の大きさが微細となり、得られた合
金の靭性低下を極力防止することができる。
の炭化物あるいは窒化物は、合金の硬度を向上させる効
果があり、更に、製造時の焼結の際に合金中の硬質相は
液相となり、この液相が固まる時に、前記のＴａ，Ｎ
ｂ，Ｔｉの炭化物あるいは窒化物は安定な物質であり、
粒成長をせずに組織の大きさが微細となり、得られた合
金の靭性低下を極力防止することができる。
【００１５】尚、上記元素の炭化物である、ＴａＣ，Ｎ
ｂＣ，ＴｉＣを比べてみると、硬度が高いのはＴｉＣ＞
ＮｂＣ＞ＴａＣの順番であり、粒成長しにくいのは逆に
ＴａＣ，ＮｂＣ，ＴｉＣの順番となる。
ｂＣ，ＴｉＣを比べてみると、硬度が高いのはＴｉＣ＞
ＮｂＣ＞ＴａＣの順番であり、粒成長しにくいのは逆に
ＴａＣ，ＮｂＣ，ＴｉＣの順番となる。
【００１６】よって、これら元素の２種以上を含ませる
場合には最適値があり、例えばＴａＣとＮｂＣを含む場
合、ＴａＣ／ＮｂＣ（重量比）が１／１０未満であると
組織が粒成長して合金靭性が低下してしまい、ＴａＣ／
ＮｂＣが１０／１以上であると硬度が低下してしまう。
しかし、ＴａＣ／ＮｂＣが１／１０〜１０／１の範囲内
にあれば合金靭性の低下を防ぎつつ硬度向上を図ること
ができる。
場合には最適値があり、例えばＴａＣとＮｂＣを含む場
合、ＴａＣ／ＮｂＣ（重量比）が１／１０未満であると
組織が粒成長して合金靭性が低下してしまい、ＴａＣ／
ＮｂＣが１０／１以上であると硬度が低下してしまう。
しかし、ＴａＣ／ＮｂＣが１／１０〜１０／１の範囲内
にあれば合金靭性の低下を防ぎつつ硬度向上を図ること
ができる。
【００１７】又、ＴａＣ，ＮｂＣ，ＴｉＣの３種を含む
場合に、ＴａＣ／（ＮｂＣ＋ＴｉＣ）が１／１０から１
０／１の範囲にあれば、硬度と靭性を更にバランスよく
向上させることができる。
場合に、ＴａＣ／（ＮｂＣ＋ＴｉＣ）が１／１０から１
０／１の範囲にあれば、硬度と靭性を更にバランスよく
向上させることができる。
【００１８】更に、ＴａＣが含まれれば、このＴａＣを
含む３種類の炭化物は完全に溶け合って全域が一相の結
晶となる作用を有するので、粉末高速度鋼中でＴａＣを
含む３種類の炭化物の全率固溶体が少なくとも０．５wt
％以上含まれれば、得られた合金の組成が安定する。
又、ＴａＣは、熱的に安定であり、高温における使用条
件においても被加工材との反応や酸化の進行を遅らせる
ことができ、工具の寿命を向上させる作用がある。
含む３種類の炭化物は完全に溶け合って全域が一相の結
晶となる作用を有するので、粉末高速度鋼中でＴａＣを
含む３種類の炭化物の全率固溶体が少なくとも０．５wt
％以上含まれれば、得られた合金の組成が安定する。
又、ＴａＣは、熱的に安定であり、高温における使用条
件においても被加工材との反応や酸化の進行を遅らせる
ことができ、工具の寿命を向上させる作用がある。
【００１９】
【実施例】以下、この発明の実施例を説明する。
【００２０】表１の組成を有する粉末ハイス粉末（母材
粉末）に、それぞれ表１に示すＴａ，Ｎｂ，Ｔｉの炭化
物あるいは窒化物の粉末を乾式混合で混合した後（試料
番号１〜１０）、カーボンモールドに充填し、Ｎ2 ガス
雰囲気中でホットプレス成形による一次固化を行なっ
た。
粉末）に、それぞれ表１に示すＴａ，Ｎｂ，Ｔｉの炭化
物あるいは窒化物の粉末を乾式混合で混合した後（試料
番号１〜１０）、カーボンモールドに充填し、Ｎ2 ガス
雰囲気中でホットプレス成形による一次固化を行なっ
た。
【００２１】その後、焼結およびＨＩＰを同一炉内にお
いて行ない粉末高速度鋼を得て、得られた材料の硬度、
抗折力を測定して表２にその結果を得た。
いて行ない粉末高速度鋼を得て、得られた材料の硬度、
抗折力を測定して表２にその結果を得た。
【００２２】又、同一工程で、Ｔａ，Ｎｂ，Ｔｉの炭化
物あるいは窒化物の粉末を混合せずに同様の工程により
粉末高速度鋼を得た比較例、および、本発明の範囲外の
Ｔａ，Ｎｂ，Ｔｉの炭化物を同様の方法で混合して得た
粉末高速度鋼を得た比較例を用い、それぞれ硬度、抗折
力を測定した（試料番号１１〜１６）。
物あるいは窒化物の粉末を混合せずに同様の工程により
粉末高速度鋼を得た比較例、および、本発明の範囲外の
Ｔａ，Ｎｂ，Ｔｉの炭化物を同様の方法で混合して得た
粉末高速度鋼を得た比較例を用い、それぞれ硬度、抗折
力を測定した（試料番号１１〜１６）。
【００２３】
【表１】
【００２４】
【表２】
【００２５】
【発明の効果】以上のように、この発明によると、粉末
高速度鋼中でＴａ，Ｎｂ，Ｔｉが、安定な炭化物あるい
は窒化物の状態で粒成長せずに存在するので、合金靭性
が低下することなく、硬度を従来より以上に向上させた
粉末高速度鋼を得ることができる。
高速度鋼中でＴａ，Ｎｂ，Ｔｉが、安定な炭化物あるい
は窒化物の状態で粒成長せずに存在するので、合金靭性
が低下することなく、硬度を従来より以上に向上させた
粉末高速度鋼を得ることができる。
Claims (4)
- 【請求項１】 Ｔａ，Ｎｂ，Ｔｉの炭化物あるいは窒化
物を２種以上含むことを特徴とする粉末高速度鋼。 - 【請求項２】 請求項１記載の粉末高速度鋼において、
ＴａＣ／ＮｂＣ（重量比）が１／１０〜１０／１の範囲
内にあることを特徴とする粉末高速度鋼。 - 【請求項３】 請求項１記載の粉末高速度鋼において、
ＴａＣ／（ＮｂＣ＋ＴｉＣ）（重量比）が１／１０〜１
０／１の範囲内にあることを特徴とする粉末高速度鋼。 - 【請求項４】 請求項１記載の粉末高速度鋼において、
ＴａＣを含む３種類の炭化物の全率固溶体を０．５wt％
以上含む粉末高速度鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8461492A JPH05247608A (ja) | 1992-03-05 | 1992-03-05 | 粉末高速度鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8461492A JPH05247608A (ja) | 1992-03-05 | 1992-03-05 | 粉末高速度鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05247608A true JPH05247608A (ja) | 1993-09-24 |
Family
ID=13835577
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8461492A Pending JPH05247608A (ja) | 1992-03-05 | 1992-03-05 | 粉末高速度鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05247608A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113695580A (zh) * | 2021-08-31 | 2021-11-26 | 西京学院 | 一种以CrSiMnMoV工具钢为基体的复合材料及制备工艺 |
| CN114713820A (zh) * | 2022-04-13 | 2022-07-08 | 河南颍川新材料股份有限公司 | 近球形碳化钛包覆高速钢复合粉体的制备装置及制备方法 |
-
1992
- 1992-03-05 JP JP8461492A patent/JPH05247608A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113695580A (zh) * | 2021-08-31 | 2021-11-26 | 西京学院 | 一种以CrSiMnMoV工具钢为基体的复合材料及制备工艺 |
| CN113695580B (zh) * | 2021-08-31 | 2023-09-26 | 西京学院 | 一种以CrSiMnMoV工具钢为基体的复合材料及制备工艺 |
| CN114713820A (zh) * | 2022-04-13 | 2022-07-08 | 河南颍川新材料股份有限公司 | 近球形碳化钛包覆高速钢复合粉体的制备装置及制备方法 |
| CN114713820B (zh) * | 2022-04-13 | 2024-02-23 | 河南颍川新材料股份有限公司 | 近球形碳化钛包覆高速钢复合粉体的制备装置及制备方法 |
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