JPH0555588B2 - - Google Patents
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- JPH0555588B2 JPH0555588B2 JP17275083A JP17275083A JPH0555588B2 JP H0555588 B2 JPH0555588 B2 JP H0555588B2 JP 17275083 A JP17275083 A JP 17275083A JP 17275083 A JP17275083 A JP 17275083A JP H0555588 B2 JPH0555588 B2 JP H0555588B2
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Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
Description
本発明は、焼結して工具を製造する材料とす
る、粉末高速度鋼の改良に関する。
る、粉末高速度鋼の改良に関する。
近年、粉末冶金法による高速度鋼製品の製造技
術の進歩が著しく、その適用される分野が拡大し
つつある。高速度鋼に求められる第一の特性は耐
摩耗性であつて、それは主として含有される炭化
物の量により決定される。通常の溶製法で製造可
能なもののＣ含有量の上限は1.6％（SKH10程
度）であり、これを超える高いＣ含有量は粉末冶
金法でなければ実現できない。粉末冶金法によつ
ても、焼結後の鍛伸を行なおうとする場合は、Ｃ
含有量は2.5％程度が限度である。 鍛伸を考えないのであれば、高合金組成を選択
して、Cr：15％以下、Ｗ：25％以下、Ｖ：15％
以下、Mo、15％以下およびCo：20％以下からえ
らんだ１種または２種以上とともに、Ｃ：７％ま
でを含有させることができる。しかし、これを超
えるＣを含有させようとすると、巨大炭化物の析
出が起つて、かえつて製品の特性が劣化する。
術の進歩が著しく、その適用される分野が拡大し
つつある。高速度鋼に求められる第一の特性は耐
摩耗性であつて、それは主として含有される炭化
物の量により決定される。通常の溶製法で製造可
能なもののＣ含有量の上限は1.6％（SKH10程
度）であり、これを超える高いＣ含有量は粉末冶
金法でなければ実現できない。粉末冶金法によつ
ても、焼結後の鍛伸を行なおうとする場合は、Ｃ
含有量は2.5％程度が限度である。 鍛伸を考えないのであれば、高合金組成を選択
して、Cr：15％以下、Ｗ：25％以下、Ｖ：15％
以下、Mo、15％以下およびCo：20％以下からえ
らんだ１種または２種以上とともに、Ｃ：７％ま
でを含有させることができる。しかし、これを超
えるＣを含有させようとすると、巨大炭化物の析
出が起つて、かえつて製品の特性が劣化する。
本発明の目的は、上記した従来技術の限界を打
破して、炭化物以外の硬質の粒子を含有させるこ
とにより、さらに高い耐摩耗性をもつた工具を与
える焼結高速度鋼を提供することにある。
破して、炭化物以外の硬質の粒子を含有させるこ
とにより、さらに高い耐摩耗性をもつた工具を与
える焼結高速度鋼を提供することにある。
本発明の耐摩耗性のすぐれた焼結高速度鋼は、
Ｃ：0.20〜7.0％、Cr：３〜15％に加えて、Ｗ：
25％以下、Ｖ：15％以下、Mo：15％以下および
Co：20％以下からえらんだ１種または２種以上
を含有し、残部が実質的にFeからなる合金の粉
末に非金属の粒子を添加し分散させた粉末組成物
を焼結してなる焼結高速度鋼において、非金属の
粒子として、合金粉末100容積部に対し、Ti、Zr
およびHfの窒化物からえらんだ少なくとも１種
の粒子（第一の非金属粒子）0.5〜20容積部、な
らびに、Ti、ZrおよびHfのホウ化物からえらん
だ少なくとも１種の粒子（第二の非金属粒子）
の、第一の非金属粒子100容積部基準で１〜30容
積部を併用したことを特徴とする。
Ｃ：0.20〜7.0％、Cr：３〜15％に加えて、Ｗ：
25％以下、Ｖ：15％以下、Mo：15％以下および
Co：20％以下からえらんだ１種または２種以上
を含有し、残部が実質的にFeからなる合金の粉
末に非金属の粒子を添加し分散させた粉末組成物
を焼結してなる焼結高速度鋼において、非金属の
粒子として、合金粉末100容積部に対し、Ti、Zr
およびHfの窒化物からえらんだ少なくとも１種
の粒子（第一の非金属粒子）0.5〜20容積部、な
らびに、Ti、ZrおよびHfのホウ化物からえらん
だ少なくとも１種の粒子（第二の非金属粒子）
の、第一の非金属粒子100容積部基準で１〜30容
積部を併用したことを特徴とする。
第一の非金属粒子は、焼結・熱処理時にマトリ
クス金属と反応せず、その中に固溶することもな
い。一方、第二の非金属粒子は、焼結時にマトリ
クス金属中に固溶し、熱処理時に析出してくる。 焼結を利用して硬質の粒子を高速度鋼に含有さ
せることは、すでに知られている。しかし、従来
利用されたものは、いずれも本発明で用いる「第
一の非金属粒子」に相当するものであつて、焼結
時に固溶し熱処理時に析出してくる「第二の非金
属粒子」の利用は、本発明者らがはじめて試み、
成功したものである。 「第一の非金属粒子」の中では、TiNが代表
的である。Ti、ZrおよびHfの窒化物は耐摩耗性
の一層の向上のために必須であり、焼結高速度鋼
中に微細に分散して、とくに切削工具においては
断続切削条件下での工具寿命を著しく長くするは
たらきがある。その効果は、前記合金組成100部
に対し容積で0.5部以下なければ得られない。一
方、20部を超えると均一な混合分散が困難にな
り、偏析による工具特性の低下がみられるので、
これを限界とする、好ましい範囲は、３〜18部で
ある。 「第二の非金属粒子」が熱処理時に析出したも
のは、第一の非金属粒子を助けて高速度鋼の耐摩
耗性向上に寄与する。中でもTiB2が代表的であ
る。ホウ化物は析出に際して適度に粗大化して分
散するため。切削工具に対しては、とくに連続切
削における耐摩耗性の向上に役立つ。 こうした効果を得るには、前記第二の非金属粒
子100容積部に対して少なくとも１部の存在を必
要とする。30部を超える存在は、析出物が粗大化
し、断続切削特性が低下してやはり工具特性をそ
こなうから、避けなければならない。 各合金成分の粉末ならびに第一および第二の非
金属粒子の粒度は、均一な分散による工具特性確
保の点から、250μｍ以下とすべきである。150μ
ｍ以下の微粉末が好ましい。 本発明の焼結高速度鋼の製造は、高合金高炭素
焼結高速度鋼およびそれに硬質粒子を添加したも
のの製造に関して、当業技術者に知られた方法で
実施できる。典型的には、粉末の混合、成形に続
く真空中1100〜1200℃における仮焼結、約1100℃
×1000気圧の下でのHIP（熱間静水圧プレス）焼
結、および必要に応じて行なう鍛造工程を経て製
品が得られる。粉末の混合に当つては、適量の他
の硬質粒子、たとえばＷ、Ｖ、TaあるいはMoの
炭化物、窒化物、さらにはホウ化物を併用しても
さしつかえなく、それらの添加による効果が得ら
れることが確認されている。
クス金属と反応せず、その中に固溶することもな
い。一方、第二の非金属粒子は、焼結時にマトリ
クス金属中に固溶し、熱処理時に析出してくる。 焼結を利用して硬質の粒子を高速度鋼に含有さ
せることは、すでに知られている。しかし、従来
利用されたものは、いずれも本発明で用いる「第
一の非金属粒子」に相当するものであつて、焼結
時に固溶し熱処理時に析出してくる「第二の非金
属粒子」の利用は、本発明者らがはじめて試み、
成功したものである。 「第一の非金属粒子」の中では、TiNが代表
的である。Ti、ZrおよびHfの窒化物は耐摩耗性
の一層の向上のために必須であり、焼結高速度鋼
中に微細に分散して、とくに切削工具においては
断続切削条件下での工具寿命を著しく長くするは
たらきがある。その効果は、前記合金組成100部
に対し容積で0.5部以下なければ得られない。一
方、20部を超えると均一な混合分散が困難にな
り、偏析による工具特性の低下がみられるので、
これを限界とする、好ましい範囲は、３〜18部で
ある。 「第二の非金属粒子」が熱処理時に析出したも
のは、第一の非金属粒子を助けて高速度鋼の耐摩
耗性向上に寄与する。中でもTiB2が代表的であ
る。ホウ化物は析出に際して適度に粗大化して分
散するため。切削工具に対しては、とくに連続切
削における耐摩耗性の向上に役立つ。 こうした効果を得るには、前記第二の非金属粒
子100容積部に対して少なくとも１部の存在を必
要とする。30部を超える存在は、析出物が粗大化
し、断続切削特性が低下してやはり工具特性をそ
こなうから、避けなければならない。 各合金成分の粉末ならびに第一および第二の非
金属粒子の粒度は、均一な分散による工具特性確
保の点から、250μｍ以下とすべきである。150μ
ｍ以下の微粉末が好ましい。 本発明の焼結高速度鋼の製造は、高合金高炭素
焼結高速度鋼およびそれに硬質粒子を添加したも
のの製造に関して、当業技術者に知られた方法で
実施できる。典型的には、粉末の混合、成形に続
く真空中1100〜1200℃における仮焼結、約1100℃
×1000気圧の下でのHIP（熱間静水圧プレス）焼
結、および必要に応じて行なう鍛造工程を経て製
品が得られる。粉末の混合に当つては、適量の他
の硬質粒子、たとえばＷ、Ｖ、TaあるいはMoの
炭化物、窒化物、さらにはホウ化物を併用しても
さしつかえなく、それらの添加による効果が得ら
れることが確認されている。
マトリクス金属として、JIS−SKH9相当の高
速度鋼粉末を水噴霧法により製造して、100メツ
シユ通過の微粉末だけを集めた。 第一の非金属粒子として、TiN、ZrNまたは
HfNの200メツシユ以下の微粉を用い、第二の非
金属粒子として、TiB2またはZrB2の粉末を用い
て、それぞれ表に示す量を、上記のSKH9粉末と
20時間、乾式混合した。 粉末組成物を7ton／cm2の圧力で、径100mm×長
さ100mmの円柱状にプレス成形し、軟鋼製カプセ
ル中に収容して、1150℃×２時間、真空中で焼結
した。その後、真空下に密封して、1100℃×1000
気圧の条件で１時間HIP処理してから、鍛造体を
得た。 この鍛造体から、10mm角×80mm長さのバイト用
試験片を採取して、1170℃×３分→油冷による焼
入れと、さらに580℃×１時間→空冷を３回くり
かえす焼戻しを行なつて、試験用バイトとした。 試験用バイトによる切削試験の条件は、つぎの
とおりである。 （連続切切削） 工具形状 0.15、７、７、10、０、0.5R 送り 0.2mm／rev 切込み １mm 切削速度 100ｍ／mm 被削材 S40C（焼ならし品） 切削時間 20分 （断続切削） 断続突切り 工具形状 すくい角30゜、前逃げ角70゜、横逃げ角
3゜ 送り 0.07mm／rev 切込み ５mm 切削速度 70〜50ｍ／mm 被削材 SCM420（焼ならし品） ギヤ形状：ｍ＝2.5、Ｚ＝31、φ＝82.5 切削本数 30本 工具の耐摩耗性は、刃先フランク摩耗により評
価した。その結果を、第一の非金属粒子および第
二の非金属粒子に関する事項とともに、表に示
す。
速度鋼粉末を水噴霧法により製造して、100メツ
シユ通過の微粉末だけを集めた。 第一の非金属粒子として、TiN、ZrNまたは
HfNの200メツシユ以下の微粉を用い、第二の非
金属粒子として、TiB2またはZrB2の粉末を用い
て、それぞれ表に示す量を、上記のSKH9粉末と
20時間、乾式混合した。 粉末組成物を7ton／cm2の圧力で、径100mm×長
さ100mmの円柱状にプレス成形し、軟鋼製カプセ
ル中に収容して、1150℃×２時間、真空中で焼結
した。その後、真空下に密封して、1100℃×1000
気圧の条件で１時間HIP処理してから、鍛造体を
得た。 この鍛造体から、10mm角×80mm長さのバイト用
試験片を採取して、1170℃×３分→油冷による焼
入れと、さらに580℃×１時間→空冷を３回くり
かえす焼戻しを行なつて、試験用バイトとした。 試験用バイトによる切削試験の条件は、つぎの
とおりである。 （連続切切削） 工具形状 0.15、７、７、10、０、0.5R 送り 0.2mm／rev 切込み １mm 切削速度 100ｍ／mm 被削材 S40C（焼ならし品） 切削時間 20分 （断続切削） 断続突切り 工具形状 すくい角30゜、前逃げ角70゜、横逃げ角
3゜ 送り 0.07mm／rev 切込み ５mm 切削速度 70〜50ｍ／mm 被削材 SCM420（焼ならし品） ギヤ形状：ｍ＝2.5、Ｚ＝31、φ＝82.5 切削本数 30本 工具の耐摩耗性は、刃先フランク摩耗により評
価した。その結果を、第一の非金属粒子および第
二の非金属粒子に関する事項とともに、表に示
す。
【表】
表において、「Ｂ／Ｔ」は、第一の非金属粒子
に対する第二の非金属粒子の割合（容積％）をあ
らわす。 比較例１は通常の粉末高速度鋼からつくつたバ
イトである。比較例２は第二の非金属粒子を含ま
ない例であつて連続切削性能が劣り、比較例３お
よび４は第一の非金属粒子の量が過大であつて断
続切削性能が劣るもの、また比較例５は第二の非
金属粒子の量が過大であつて、やはり断続切削に
適しないものである。
に対する第二の非金属粒子の割合（容積％）をあ
らわす。 比較例１は通常の粉末高速度鋼からつくつたバ
イトである。比較例２は第二の非金属粒子を含ま
ない例であつて連続切削性能が劣り、比較例３お
よび４は第一の非金属粒子の量が過大であつて断
続切削性能が劣るもの、また比較例５は第二の非
金属粒子の量が過大であつて、やはり断続切削に
適しないものである。
本発明の焼結高速度鋼で製作した工具は、連続
切削性能および断続切削性能の両方がすぐれてい
て、広い用途に向けることができる。
切削性能および断続切削性能の両方がすぐれてい
て、広い用途に向けることができる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Ｃ：0.20〜7.0％、Cr：３〜15％に加えて、
Ｗ：25％以下、Ｖ：15％以下、Mo：15％以下お
よびCo：20％以下からえらんだ１種または２種
以上を含有し、残部が実質的にFeからなる合金
の粉末に非金属の粒子を添加し分散させた粉末組
成物を焼結してなる焼結高速度鋼において、非金
属の粒子として、合金粉末100容積部に対し、
Ti、ZrおよびHfの窒化物からえらんだ少なくと
も１種の粒子（第一の非金属粒子）0.5〜20容積
部、ならびに、Ti、ZrおよびHfのホウ化物から
えらんだ少なくとも１種の粒子（第二の非金属粒
子）の、第一の非金属粒子100容積部基準で１〜
30容積部を併用したことを特徴とする耐摩耗性の
すぐれた焼結高速度鋼。 ２ 粒度が250μｍ以下の粉末組成物を使用した
特許請求の範囲第１項の焼結高速度鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17275083A JPS6067644A (ja) | 1983-09-19 | 1983-09-19 | 焼結高速度鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17275083A JPS6067644A (ja) | 1983-09-19 | 1983-09-19 | 焼結高速度鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6067644A JPS6067644A (ja) | 1985-04-18 |
| JPH0555588B2 true JPH0555588B2 (ja) | 1993-08-17 |
Family
ID=15947626
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17275083A Granted JPS6067644A (ja) | 1983-09-19 | 1983-09-19 | 焼結高速度鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6067644A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4765836A (en) * | 1986-12-11 | 1988-08-23 | Crucible Materials Corporation | Wear and corrosion resistant articles made from pm alloyed irons |
| US4956012A (en) * | 1988-10-03 | 1990-09-11 | Newcomer Products, Inc. | Dispersion alloyed hard metal composites |
| JP2876715B2 (ja) * | 1990-06-04 | 1999-03-31 | 日本精工株式会社 | 転がり軸受 |
-
1983
- 1983-09-19 JP JP17275083A patent/JPS6067644A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6067644A (ja) | 1985-04-18 |
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