JPH0712565B2 - 炭化タングステン基超硬合金製切削工具 - Google Patents
炭化タングステン基超硬合金製切削工具Info
- Publication number
- JPH0712565B2 JPH0712565B2 JP16261986A JP16261986A JPH0712565B2 JP H0712565 B2 JPH0712565 B2 JP H0712565B2 JP 16261986 A JP16261986 A JP 16261986A JP 16261986 A JP16261986 A JP 16261986A JP H0712565 B2 JPH0712565 B2 JP H0712565B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- based cemented
- cemented carbide
- cutting tool
- carbide
- tungsten carbide
- 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.)
- Expired - Lifetime
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- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、耐摩耗性にすぐれた炭化タングステン基超
硬合金製切削工具に関するものである。
硬合金製切削工具に関するものである。
従来、切削工具として、炭化タングステン（以下、WCで
示す）を主成分とし、これに周期律表の4a族,5a族およ
び6a族の炭化物，窒化物，炭窒化物等の硬質材料を副成
分とする硬質相をCoのような金属で結合したWC基超硬合
金製の切削工具が実用に供されている。
示す）を主成分とし、これに周期律表の4a族,5a族およ
び6a族の炭化物，窒化物，炭窒化物等の硬質材料を副成
分とする硬質相をCoのような金属で結合したWC基超硬合
金製の切削工具が実用に供されている。
しかしながら、最近では、被削材の強度や硬度が次第に
向上するとともに、切削加工の能率を高めることも要求
されているところから、一層耐摩耗性にすぐれた切削工
具の出現が望まれているが、上記のような従来のWC基超
硬合金製切削工具では、上記の要望に応えるに足る耐摩
耗性がまだ十分に得られていないという問題があつた。
向上するとともに、切削加工の能率を高めることも要求
されているところから、一層耐摩耗性にすぐれた切削工
具の出現が望まれているが、上記のような従来のWC基超
硬合金製切削工具では、上記の要望に応えるに足る耐摩
耗性がまだ十分に得られていないという問題があつた。
そこで本発明者等は、上述の問題に鑑みて、耐摩耗性に
すぐれたWC基超硬合金製切削工具を開発すべく種々研究
を重ねた結果、 切削工具の構成材料となつているWC基超硬合金を、周期
律表の4a族,5a族および6a族の炭化物，窒化物および炭
窒化物のうちのいずれか１種または２種以上、またはこ
れらの化合物のうちのいずれか２種以上からなる固溶
体、またはこれらの化合物と固溶体との混合物からなる
連続した網状硬質相と、塊状のWC基超硬合金とから構成
し、かつ前記網状硬質相の網目を前記塊状のWC基超硬合
金で埋めて、この塊状のWC基超硬合金を前記網状硬質相
で結合した組織とすると、このWC基超硬合金は著しくす
ぐれた耐摩耗性を発揮すること、 を見出した。
すぐれたWC基超硬合金製切削工具を開発すべく種々研究
を重ねた結果、 切削工具の構成材料となつているWC基超硬合金を、周期
律表の4a族,5a族および6a族の炭化物，窒化物および炭
窒化物のうちのいずれか１種または２種以上、またはこ
れらの化合物のうちのいずれか２種以上からなる固溶
体、またはこれらの化合物と固溶体との混合物からなる
連続した網状硬質相と、塊状のWC基超硬合金とから構成
し、かつ前記網状硬質相の網目を前記塊状のWC基超硬合
金で埋めて、この塊状のWC基超硬合金を前記網状硬質相
で結合した組織とすると、このWC基超硬合金は著しくす
ぐれた耐摩耗性を発揮すること、 を見出した。
この発明は、上記知見に基づいて発明されたもので、 WC基超硬合金製切削工具において、前記WC基超硬合金
が、周期律表の4a族,5a族および6a族の炭化物，窒化物
および炭窒化物のうちのいずれか１種または２種以上、
またはこれらの化合物のうちのいずれか２種以上からな
る固溶体、またはこれらの化合物と固溶体との混合物か
らなる連続した網状硬質相と、塊状のWC基超硬合金とか
ら構成され、かつ前記網状硬質相の網目を前記塊状のWC
基超硬合金で埋めて、この塊状のWC基超硬合金を前記網
状硬質相で結合した組織を有することを特徴とするもの
である。
が、周期律表の4a族,5a族および6a族の炭化物，窒化物
および炭窒化物のうちのいずれか１種または２種以上、
またはこれらの化合物のうちのいずれか２種以上からな
る固溶体、またはこれらの化合物と固溶体との混合物か
らなる連続した網状硬質相と、塊状のWC基超硬合金とか
ら構成され、かつ前記網状硬質相の網目を前記塊状のWC
基超硬合金で埋めて、この塊状のWC基超硬合金を前記網
状硬質相で結合した組織を有することを特徴とするもの
である。
（１） 網状硬質相 網状硬質相を構成する材料としては、例えば、TiC,WC,T
aC,NbC,TiN,TaN,TiCN,TaCNのような周期律表の4a族,5a
族および6a族の炭化物，窒化物，炭窒化物，これらの化
合物２種以上からなる固溶体、例えば（Ti,W）C,（Ta,N
b）C,（Ti,W,Ta）C,（Ti,W）CNおよびこのような化合物
と固溶体との混合物を使用することができる。
aC,NbC,TiN,TaN,TiCN,TaCNのような周期律表の4a族,5a
族および6a族の炭化物，窒化物，炭窒化物，これらの化
合物２種以上からなる固溶体、例えば（Ti,W）C,（Ta,N
b）C,（Ti,W,Ta）C,（Ti,W）CNおよびこのような化合物
と固溶体との混合物を使用することができる。
第１図に模式的な説明図で示されるように、この網状硬
質相１の平均厚さが２μｍ未満であると、前記切削工具
において耐摩耗性の改善が得られず、一方それが30μｍ
を越えると、切削工具として備えるべき靭性が著しく低
下するので、前記の平均厚さは一般に２〜30μｍである
のが望ましい。
質相１の平均厚さが２μｍ未満であると、前記切削工具
において耐摩耗性の改善が得られず、一方それが30μｍ
を越えると、切削工具として備えるべき靭性が著しく低
下するので、前記の平均厚さは一般に２〜30μｍである
のが望ましい。
（２） 塊状のWC基超硬合金 塊状のWC基超硬合金を構成する材料としては、これまで
に知られているあらゆるWC基超硬合金を使用することが
でき、例えばWC、またはWCに少量のTiC,TaC,NbC,TiN,
（Ti,W）Ｃ、（Ti,W）CN、（Ti,W,Ta）Ｃ、TiCN、TaCN
等を加えて、これをCo,Ni,Feのいずれか１種または２種
以上で結合したWC基超硬合金を使用することができる。
に知られているあらゆるWC基超硬合金を使用することが
でき、例えばWC、またはWCに少量のTiC,TaC,NbC,TiN,
（Ti,W）Ｃ、（Ti,W）CN、（Ti,W,Ta）Ｃ、TiCN、TaCN
等を加えて、これをCo,Ni,Feのいずれか１種または２種
以上で結合したWC基超硬合金を使用することができる。
同じく第１図の説明図に示されるように、この塊状のWC
基超硬合金２の短径ａおよび長径ｂ方向の平均長さがそ
れぞれ30μｍ未満および50未満になると、相対的に網状
硬質相１の割合が多くなり過ぎて工具の靭性が著しく低
下し、一方その短径ａおよび長径ｂ方向の平均長さがそ
れぞれ300μｍおよび500μｍを越えると、逆に網状硬質
相１の割合が相対的に不足して耐摩耗性の向上が得られ
ないので、塊状のWC基超硬合金の短径方向および長径方
向の平均長さは、それぞれ30〜300μｍおよび50〜500μ
ｍであるのが望ましい。
基超硬合金２の短径ａおよび長径ｂ方向の平均長さがそ
れぞれ30μｍ未満および50未満になると、相対的に網状
硬質相１の割合が多くなり過ぎて工具の靭性が著しく低
下し、一方その短径ａおよび長径ｂ方向の平均長さがそ
れぞれ300μｍおよび500μｍを越えると、逆に網状硬質
相１の割合が相対的に不足して耐摩耗性の向上が得られ
ないので、塊状のWC基超硬合金の短径方向および長径方
向の平均長さは、それぞれ30〜300μｍおよび50〜500μ
ｍであるのが望ましい。
また、このような網状硬質相１と塊状のWC基超硬合金２
とからなる、この発明のWC基超硬合金は、その上に種々
の適当な被覆層を設ければ、所謂被覆超硬合金製切削工
具の母材として、当然より一層の効果が発揮される。
とからなる、この発明のWC基超硬合金は、その上に種々
の適当な被覆層を設ければ、所謂被覆超硬合金製切削工
具の母材として、当然より一層の効果が発揮される。
（３） WC基超硬合金の製造 この発明の切削工具の構成材料となるWC基超硬合金は、
まずWC粉末、TiC粉末、TaC粉末、TiN粉末、Co粉末等の
適宜用意した原料粉末を、所定のWC基超硬合金組成とな
るように配合し、混合した後、この混合粉末を所定粒径
の粒体に造粒し、ついでこの粒体の表面に、例えばアル
コールなどでスラリー化した硬質相粉末を塗布し、乾燥
した後、このように調製した硬質相粉末塗布の粒体から
圧粉体をプレス成形し、この圧粉体を焼結することによ
つて製造することができる。
まずWC粉末、TiC粉末、TaC粉末、TiN粉末、Co粉末等の
適宜用意した原料粉末を、所定のWC基超硬合金組成とな
るように配合し、混合した後、この混合粉末を所定粒径
の粒体に造粒し、ついでこの粒体の表面に、例えばアル
コールなどでスラリー化した硬質相粉末を塗布し、乾燥
した後、このように調製した硬質相粉末塗布の粒体から
圧粉体をプレス成形し、この圧粉体を焼結することによ
つて製造することができる。
つぎに、この発明のWC基超硬合金製切削工具を実施例に
より具体的に説明する。
より具体的に説明する。
原料粉末として、平均粒径:5μｍを有するWC粉末、同１
μｍのTiC粉末、同１μｍのTaC粉末、同１μｍのNbC粉
末、同1.5μｍのTiN粉末、および同１μｍのCo粉末を用
意し、これら原料粉末をそれぞれ第１表に示される配合
組成に配合し、ボールミルにて72時間湿式混合した後、
この混合粉末から、スプレードライヤーを用いて、それ
ぞれ第１表に示される平均粒径をもつた微小粒体を造粒
し、ついでこれらの微小粒体の表面に、アルコールでス
ラリーとした、第１表に示される平均粒径:1μｍの硬質
相粉末を同じく第１表に示される平均厚さで塗布し、乾
燥した後、10Kg/mm2の圧力でISO規格SNMN120408に規定
する形状をもつた圧粉体にプレス成形し、この圧粉体
を、１×10-3torrの真空中、1380℃の温度で焼結して本
発明WC基超硬合金製切削工具１〜７をそれぞれ製造し
た。
μｍのTiC粉末、同１μｍのTaC粉末、同１μｍのNbC粉
末、同1.5μｍのTiN粉末、および同１μｍのCo粉末を用
意し、これら原料粉末をそれぞれ第１表に示される配合
組成に配合し、ボールミルにて72時間湿式混合した後、
この混合粉末から、スプレードライヤーを用いて、それ
ぞれ第１表に示される平均粒径をもつた微小粒体を造粒
し、ついでこれらの微小粒体の表面に、アルコールでス
ラリーとした、第１表に示される平均粒径:1μｍの硬質
相粉末を同じく第１表に示される平均厚さで塗布し、乾
燥した後、10Kg/mm2の圧力でISO規格SNMN120408に規定
する形状をもつた圧粉体にプレス成形し、この圧粉体
を、１×10-3torrの真空中、1380℃の温度で焼結して本
発明WC基超硬合金製切削工具１〜７をそれぞれ製造し
た。
この結果得られた本発明WC基超硬合金製切削工具１〜７
における塊状のWC基超硬合金の短径および長径方向の平
均長さ、並びに硬質相の平均厚さを測定したところ、第
１表に示される結果が得られた。
における塊状のWC基超硬合金の短径および長径方向の平
均長さ、並びに硬質相の平均厚さを測定したところ、第
１表に示される結果が得られた。
また、比較の目的で、上記の原料粉末を用い、第１表に
示される配合組成となるように配合し、これら配合粉末
をボールミルにて72時間湿式混合し、乾燥した後、10Kg
/mm2の圧力で上記と同じ形状の圧粉体にプレス成形し、
ついでこの圧粉体を同じく１×10-3torrの真空中、1450
℃の温度で焼結して、従来WC基超硬合金製切削工具１お
よび２をそれぞれ製造した。
示される配合組成となるように配合し、これら配合粉末
をボールミルにて72時間湿式混合し、乾燥した後、10Kg
/mm2の圧力で上記と同じ形状の圧粉体にプレス成形し、
ついでこの圧粉体を同じく１×10-3torrの真空中、1450
℃の温度で焼結して、従来WC基超硬合金製切削工具１お
よび２をそれぞれ製造した。
ついで、上記の本発明切削工具１〜７および従来切削工
具１〜２について、 被削材:JIS・SNCM439（硬さ:HB310）の丸材、 切削速度:120m/min、 送り:0.25mm/rev.、 切込み:2mm、 の条件で、鋼を乾式連続切削する切削試験１を実施し
て、逃げ面摩耗幅が0.4mmに達するまでの切削時間、す
なわち切削工具の使用寿命を測定し、さらに、 被削材:FC30（硬さ:HB160）の丸材、 切削速度:140m/min、 送り:0.3mm/rev.、 切込み:1.5mm、 の条件で、鋳鉄を乾式連続切削する切削試験２を実施し
て、同様に切削工具の使用寿命を測定した。
具１〜２について、 被削材:JIS・SNCM439（硬さ:HB310）の丸材、 切削速度:120m/min、 送り:0.25mm/rev.、 切込み:2mm、 の条件で、鋼を乾式連続切削する切削試験１を実施し
て、逃げ面摩耗幅が0.4mmに達するまでの切削時間、す
なわち切削工具の使用寿命を測定し、さらに、 被削材:FC30（硬さ:HB160）の丸材、 切削速度:140m/min、 送り:0.3mm/rev.、 切込み:1.5mm、 の条件で、鋳鉄を乾式連続切削する切削試験２を実施し
て、同様に切削工具の使用寿命を測定した。
以上の切削試験において得られた各切削工具の使用寿命
を第１表に合わせて示した。
を第１表に合わせて示した。
第１表に示される結果から、本発明WC基超硬合金製切削
工具１〜７は、従来WC基超硬合金製切削工具１〜２より
も著しく長い使用寿命を発揮することが明らかであり、
このような結果は、この発明によるWC基超硬合金切削工
具が、従来のものに比較して、著しくすぐれた耐摩耗性
を有することを示している。
工具１〜７は、従来WC基超硬合金製切削工具１〜２より
も著しく長い使用寿命を発揮することが明らかであり、
このような結果は、この発明によるWC基超硬合金切削工
具が、従来のものに比較して、著しくすぐれた耐摩耗性
を有することを示している。
以上述べた結果から明らかなように、この発明の切削工
具を構成するWC基超硬合金は、塊状（粒状）のWC基超硬
合金を網状の硬質相を囲んでそれらの塊りを一体に結合
した組織を有するために著しくすぐれた耐摩耗性を発揮
し、種々の被削材の切削においても著しく長い使用寿命
が得られるという産業上有用な効果が得られる。
具を構成するWC基超硬合金は、塊状（粒状）のWC基超硬
合金を網状の硬質相を囲んでそれらの塊りを一体に結合
した組織を有するために著しくすぐれた耐摩耗性を発揮
し、種々の被削材の切削においても著しく長い使用寿命
が得られるという産業上有用な効果が得られる。
第１図は、この発明の切削工具を構成するWC基超硬合金
の組織を模式的に示す説明図である。図において、 １……連続する網状の硬質相、 ２……塊状のWC基超硬合金。
の組織を模式的に示す説明図である。図において、 １……連続する網状の硬質相、 ２……塊状のWC基超硬合金。
Claims (3)
- 【請求項１】炭化タングステン基超硬合金製切削工具に
おいて、 前記炭化タングステン基超硬合金が、 周期律表の4a族,5a族および6a族の炭化物、窒化物およ
び炭窒化物のうちのいずれか１種または２種以上、また
はこれらの化合物のうちのいずれか２種以上からなる固
溶体、またはこれらの化合物と固溶体との混合物からな
る連続した網状硬質相と、塊状の炭化タングステン基超
硬合金とから構成され、かつ前記網状硬質相の網目を前
記塊状の炭化タングステン基超硬合金で埋めて、この塊
状の炭化タングステン基超硬合金を前記網状硬質相で結
合した組織を有することを特徴とする、前記炭化タング
ステン基超硬合金製切削工具。 - 【請求項２】前記網状硬質相が２〜30μｍの範囲内の平
均厚さを有することを特徴とする、特許請求の範囲第
（１）項記載の炭化タングステン基超硬合金製切削工
具。 - 【請求項３】前記塊状の炭化タングステン基超硬合金
が、短径方向の平均長さが30〜300μｍの範囲内にあ
り、かつ長径方向の平均長さが50〜500μｍの範囲内に
ある寸法を有することを特徴とする、特許請求の範囲第
（１）項または第（２）項記載の炭化タングステン基超
硬合金製切削工具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16261986A JPH0712565B2 (ja) | 1986-07-10 | 1986-07-10 | 炭化タングステン基超硬合金製切削工具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16261986A JPH0712565B2 (ja) | 1986-07-10 | 1986-07-10 | 炭化タングステン基超硬合金製切削工具 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6322204A JPS6322204A (ja) | 1988-01-29 |
| JPH0712565B2 true JPH0712565B2 (ja) | 1995-02-15 |
Family
ID=15758050
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16261986A Expired - Lifetime JPH0712565B2 (ja) | 1986-07-10 | 1986-07-10 | 炭化タングステン基超硬合金製切削工具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0712565B2 (ja) |
-
1986
- 1986-07-10 JP JP16261986A patent/JPH0712565B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6322204A (ja) | 1988-01-29 |
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