JPS591077A - 超硬合金と鋼との拡散接合法 - Google Patents
超硬合金と鋼との拡散接合法Info
- Publication number
- JPS591077A JPS591077A JP10842582A JP10842582A JPS591077A JP S591077 A JPS591077 A JP S591077A JP 10842582 A JP10842582 A JP 10842582A JP 10842582 A JP10842582 A JP 10842582A JP S591077 A JPS591077 A JP S591077A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cemented carbide
- diffusion bonding
- steel
- thickness
- insert material
- 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.)
- Pending
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
- B23K20/22—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating taking account of the properties of the materials to be welded
- B23K20/227—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating taking account of the properties of the materials to be welded with ferrous layer
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/001—Interlayers, transition pieces for metallurgical bonding of workpieces
- B23K35/004—Interlayers, transition pieces for metallurgical bonding of workpieces at least one of the workpieces being of a metal of the iron group
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は超硬合金と工具鋼からなる切削工具および金型
部品等の拡散接合方法に係シ、特に、被接合品の形状が
大きな場合に好適な拡散接合方法に関する。
部品等の拡散接合方法に係シ、特に、被接合品の形状が
大きな場合に好適な拡散接合方法に関する。
超硬合金は耐摩耗性の優れていることから工業的に広く
利用されている。
利用されている。
しかし、超硬合金はＷ、Ｃｏ等の金属を用いて製造する
ため非常に高価なものである。このため、使用する超硬
合金の量を減らす必要がある。
ため非常に高価なものである。このため、使用する超硬
合金の量を減らす必要がある。
゛ 他方、超硬合金を使用する部品では、その全体が超
硬合金である必要がない。必要な個所は例えば切削工具
であれば切刃部でアシ、また、パンチのような打抜工具
であれば先端部だけである。
硬合金である必要がない。必要な個所は例えば切削工具
であれば切刃部でアシ、また、パンチのような打抜工具
であれば先端部だけである。
従来の超硬合金製品では超硬合金で一体としている場合
が多い。
が多い。
また、同様の考え方で先端部のみを超硬合金で接合して
いるパンチも市販されているが、その接合方法は銀ロウ
付けである。
いるパンチも市販されているが、その接合方法は銀ロウ
付けである。
銀ロウ付けの強さは引張強さで最大７９Ｋｇｆ／ｍ＊”
程度であるが、その信頼性が低い。単純な直径１２Ｗａ
ＩＬの棒状のものを銀ロウ付けした場合の引張強さで３
８〜７１に９ｆ／■２までのバラツキを生じる。実際に
、銀ロウ付けをしである超硬合金製品を使用すると製品
にバラツキがあることがわかる。
程度であるが、その信頼性が低い。単純な直径１２Ｗａ
ＩＬの棒状のものを銀ロウ付けした場合の引張強さで３
８〜７１に９ｆ／■２までのバラツキを生じる。実際に
、銀ロウ付けをしである超硬合金製品を使用すると製品
にバラツキがあることがわかる。
さらに、超硬合金と鋼とを銀ロウ付けする場合には超硬
合金と鋼とではその熱膨張係数が大きく異なるため、熱
膨張の相違を克服するためにニッケルまたは銅の薄板や
金網を用いている。このように第３の金網を挿入すると
銀ロウ付けの引張強さが低下する場合が多い。
合金と鋼とではその熱膨張係数が大きく異なるため、熱
膨張の相違を克服するためにニッケルまたは銅の薄板や
金網を用いている。このように第３の金網を挿入すると
銀ロウ付けの引張強さが低下する場合が多い。
例えば、銅の０．２ ｍ薄板を挿入した場合に、その引
張強さが約４０ Ｋｇｆ ／ｗａｘ”に低下する。
張強さが約４０ Ｋｇｆ ／ｗａｘ”に低下する。
銀ロウ付けには以上のような引張強さに関しても欠点が
ある。
ある。
前述したように超硬合金と鋼を接合した場合の問題点は
熱膨張差でｉシ、鋼が超硬合金よシも大きな熱膨張係数
を有することから、接合後に超硬合金の内部に大きな引
張応力が発生し、しばしば銀ロウ付けをした製品に亀裂
が生じる場合がある。
熱膨張差でｉシ、鋼が超硬合金よシも大きな熱膨張係数
を有することから、接合後に超硬合金の内部に大きな引
張応力が発生し、しばしば銀ロウ付けをした製品に亀裂
が生じる場合がある。
銀ロウ付けではこの内部に発生する引張応力を緩和する
方法としてニッケルまたは銅の薄板や金網または箔を用
いたシ、銀ロウを低融点化するなどを用いている。
方法としてニッケルまたは銅の薄板や金網または箔を用
いたシ、銀ロウを低融点化するなどを用いている。
上記の各方法は応力緩和には効果があるが、前記したよ
うに、その強さが低くなる欠点があった。
うに、その強さが低くなる欠点があった。
本発明の目的は超硬合金と鋼とを拡散接合した場合に熱
膨張の相違によって超硬合金の内部に発生する引張応力
を緩和する方法で、特に、被接合品の面積が大きくなる
にともない増大する引張応力を緩和するのに効果があシ
、かつ、強さも大で、信頼性の高い方法を提供すること
にある。
膨張の相違によって超硬合金の内部に発生する引張応力
を緩和する方法で、特に、被接合品の面積が大きくなる
にともない増大する引張応力を緩和するのに効果があシ
、かつ、強さも大で、信頼性の高い方法を提供すること
にある。
超硬合金と鋼の熱膨張係数はそれぞれ１２０×１０−
’ ｍｓ ／ Ｃおよび７〜９ Ｘ １０−’ ｍ／
Ｃであるため、拡散接合を実施す不ことで約１０００Ｃ
に加熱した場合に、超硬合金よシ鋼の方が大きな膨張量
になる。この状態から所定の時間、圧力を掛けて放置す
ることによって拡散接合が完了する。
’ ｍｓ ／ Ｃおよび７〜９ Ｘ １０−’ ｍ／
Ｃであるため、拡散接合を実施す不ことで約１０００Ｃ
に加熱した場合に、超硬合金よシ鋼の方が大きな膨張量
になる。この状態から所定の時間、圧力を掛けて放置す
ることによって拡散接合が完了する。
完了後は炉中で冷却するが、その際に熱膨張の大きな鋼
の方が大きく収縮するため、収縮量の小さい超硬合金内
に（通常は接合部の約ｌｌｌ１１位奥）約１００ Ｋｇ
ｆ ／ ＋ｍ”を越える引張応力が掛ることが多い。
の方が大きく収縮するため、収縮量の小さい超硬合金内
に（通常は接合部の約ｌｌｌ１１位奥）約１００ Ｋｇ
ｆ ／ ＋ｍ”を越える引張応力が掛ることが多い。
このため超硬合金の内部に欠陥があると破壊する場合が
ある。また、製造時に破壊しない場合でも内部に大きな
引張応力が残留しているため、使用中の寿命を短くする
欠点があった。
ある。また、製造時に破壊しない場合でも内部に大きな
引張応力が残留しているため、使用中の寿命を短くする
欠点があった。
との超硬合金内部に発生する引張応力は被接合品の形状
が大きくなると、それに比例して高くなるため製造時に
破壊する割合が高くなシ何らかの方法で内部に発生する
応力を減少させる必要があった。
が大きくなると、それに比例して高くなるため製造時に
破壊する割合が高くなシ何らかの方法で内部に発生する
応力を減少させる必要があった。
本発明は上記のような問題を解決したものであシ、第１
図に例示するように、拡散接合を行う場合には一般に超
硬合金と鋼の中間にインサート材としてＮｉ、ｐｅまた
はその合金を挿入する。インサート材を用いる理由は拡
散接合性の向上とインサートの塑性変形による引張応力
の緩和にある。
図に例示するように、拡散接合を行う場合には一般に超
硬合金と鋼の中間にインサート材としてＮｉ、ｐｅまた
はその合金を挿入する。インサート材を用いる理由は拡
散接合性の向上とインサートの塑性変形による引張応力
の緩和にある。
一般にインサート材は接合性の向上に主力が置かれてい
るためロウ材と同様により薄いものを使用する傾向にあ
り厚い方向で使用する例はない。しかし、応力緩和から
見るとインサート材を厚くした方が良い。
るためロウ材と同様により薄いものを使用する傾向にあ
り厚い方向で使用する例はない。しかし、応力緩和から
見るとインサート材を厚くした方が良い。
インサート材を厚くした時の欠点は引張強さが低下する
ことにあるが、実際に調べた結果は第２図に示すとおり
である。第２図はインサート材の厚みを糧々に変化させ
て超硬せ金と鋼を接合して引張強さを調べた結果である
。曲線４は実験で調べた範囲の上限値であシ、曲線５は
下限値である。
ことにあるが、実際に調べた結果は第２図に示すとおり
である。第２図はインサート材の厚みを糧々に変化させ
て超硬せ金と鋼を接合して引張強さを調べた結果である
。曲線４は実験で調べた範囲の上限値であシ、曲線５は
下限値である。
引張強さはこの曲線４と曲線５との間に入る。
この第２図から見るとインサート材の厚みは１．３鱈ま
では５１） Ｋｇｆ ／ｍｕ”以上の引張強さが得られ
る。
では５１） Ｋｇｆ ／ｍｕ”以上の引張強さが得られ
る。
被接合品の寸法が大きくなると超硬合金の内部に発生す
る引張応力も大きくなるので、これを緩 和するため
には厚いインサート材を挿入する必要がある。被接合品
の寸法と使用すべきインサート材の厚さとの最適な関係
を第３図に示す。Ｏ印は完全に接合する場合、Ｘ印は接
合部に割れが発生する場合であシ、直線６は完全に接合
する場合の下限値を示し、接合品の最大寸法Ｘとインサ
ート材の厚さとの間には ｙに０．０１３ｔ の関係がある。
る引張応力も大きくなるので、これを緩 和するため
には厚いインサート材を挿入する必要がある。被接合品
の寸法と使用すべきインサート材の厚さとの最適な関係
を第３図に示す。Ｏ印は完全に接合する場合、Ｘ印は接
合部に割れが発生する場合であシ、直線６は完全に接合
する場合の下限値を示し、接合品の最大寸法Ｘとインサ
ート材の厚さとの間には ｙに０．０１３ｔ の関係がある。
以下、本発明の実施例を第４図と第５図によシ説明する
。第４図は金型用素材を拡散接合する時の組合せた場合
、第５図は拡散接合の条件を示したものである。５６ｍ
＋Ｘ７５ｍで卑さ１０ｍの超硬合金材と同寸法で厚み２
５ｍｍの工具鋼（ＪＩＳＧ４４０４による５ＫＤＩＩ材
）で製作した合金とをその中間にＮｉ合金のインサート
材を挿入して第４図のように組合せた。この際に、イン
サート材の厚みを１００μｍ、２００μｍ、２５０μｍ
および５８０ ｔｉｍの３２種類に変えて挿入した。
。第４図は金型用素材を拡散接合する時の組合せた場合
、第５図は拡散接合の条件を示したものである。５６ｍ
＋Ｘ７５ｍで卑さ１０ｍの超硬合金材と同寸法で厚み２
５ｍｍの工具鋼（ＪＩＳＧ４４０４による５ＫＤＩＩ材
）で製作した合金とをその中間にＮｉ合金のインサート
材を挿入して第４図のように組合せた。この際に、イン
サート材の厚みを１００μｍ、２００μｍ、２５０μｍ
および５８０ ｔｉｍの３２種類に変えて挿入した。
これを拡散接合炉に入れてホットプレス下にセットして
から真空ポンプを稼動させる。真２Ｆが１０−ＩＩＴｏ
ｒｒに到達したら第５図に示す拡散接合条件で拡散接合
炉を稼動させる。即ち、接合温度ＴＣに遅したら所属の
圧力を掛けて一定時間ｔまでその状態を保つ。超硬合金
を接合するだめの温度ＴＣは９００Ｃから１１００Ｃを
、圧力Ｐは０、３ Ｋ９ ／ ｍｍ ”から３．０ ｋ
！−ｇ ／ ｒｔａｎ ”までに、また、保持時間を５
分から３時間まで適宜、被接合品の寸法及び形状、材質
、表面粗さ等によって決屋されるものである。
から真空ポンプを稼動させる。真２Ｆが１０−ＩＩＴｏ
ｒｒに到達したら第５図に示す拡散接合条件で拡散接合
炉を稼動させる。即ち、接合温度ＴＣに遅したら所属の
圧力を掛けて一定時間ｔまでその状態を保つ。超硬合金
を接合するだめの温度ＴＣは９００Ｃから１１００Ｃを
、圧力Ｐは０、３ Ｋ９ ／ ｍｍ ”から３．０ ｋ
！−ｇ ／ ｒｔａｎ ”までに、また、保持時間を５
分から３時間まで適宜、被接合品の寸法及び形状、材質
、表面粗さ等によって決屋されるものである。
その後、接合圧力を解除して炉中で冷却する。
炉温か常温附近に降下した時点で炉内の真空を常圧に戻
して被拡散接合品を取りだす。
して被拡散接合品を取りだす。
前記のインサート材を変えて上記の拡散接合条件で接合
した結果、インサート材の厚さが１００μｍ及び２００
μｍの拡散接合品には亀裂が生じた。５８０μｍのイン
サート材を挿入した拡散接合品には亀裂が生じていなか
った。
した結果、インサート材の厚さが１００μｍ及び２００
μｍの拡散接合品には亀裂が生じた。５８０μｍのイン
サート材を挿入した拡散接合品には亀裂が生じていなか
った。
このように・して各寸法の接合品について被接合品の最
大寸法とインサート材の厚さによって亀裂の発生しない
範囲を求めた結果が第３図であシ、インサート材の厚さ
を被接合品の寸法に合せて使いわける本発明の方法が超
硬付会と鋼を拡散接合することによって発生する超硬合
金側の引張応力を緩和するのに効果がある。
大寸法とインサート材の厚さによって亀裂の発生しない
範囲を求めた結果が第３図であシ、インサート材の厚さ
を被接合品の寸法に合せて使いわける本発明の方法が超
硬付会と鋼を拡散接合することによって発生する超硬合
金側の引張応力を緩和するのに効果がある。
なお、鋼は冷却時に窒冷によって焼きの入るものが好ま
しい。
しい。
以上説明したように本発明によれば、超硬合金と鋼を拡
散接合する時、熱膨張の差によって生じる超Ｖ付金内の
大きな引張応力をインサート材の厚さを変えることによ
って闇単に緩和することができる。このため、超硬合金
に発生する亀裂を防止できるとともに、４［合材のソリ
が約半分以下になるため拡畝接合後の仕上加工時間を短
縮できる。
散接合する時、熱膨張の差によって生じる超Ｖ付金内の
大きな引張応力をインサート材の厚さを変えることによ
って闇単に緩和することができる。このため、超硬合金
に発生する亀裂を防止できるとともに、４［合材のソリ
が約半分以下になるため拡畝接合後の仕上加工時間を短
縮できる。
第１図は従来の拡散接合をする時の一般的な組み合せを
示す図、第２図はインサート材の厚さと引張強さとの関
係を示す図、第３図は被接合品の最大寸法とインサート
材の厚さとの関係を示す図、第４図は本発明の実施によ
って製作する時の組み合せ図、第５図は本発明の拡散接
合の条件を示す図である。 １・・・超硬合金、２・・・インサート材、３・・・工
具鋼、４・・・インサート材の厚さに対する引張強さの
上限唾、５・・・同下限値、６・・・被接合品の最大寸
法に対するインサー２．ト材の厚さに対する上限値、７
・・・同下限値、Ｔ・・・拡散接合温度、Ｐ・・・拡散
接合圧力、ｔ・・・拡散接合時間。 ；ｔ４ ハ ；Ｉ−５圀
示す図、第２図はインサート材の厚さと引張強さとの関
係を示す図、第３図は被接合品の最大寸法とインサート
材の厚さとの関係を示す図、第４図は本発明の実施によ
って製作する時の組み合せ図、第５図は本発明の拡散接
合の条件を示す図である。 １・・・超硬合金、２・・・インサート材、３・・・工
具鋼、４・・・インサート材の厚さに対する引張強さの
上限唾、５・・・同下限値、６・・・被接合品の最大寸
法に対するインサー２．ト材の厚さに対する上限値、７
・・・同下限値、Ｔ・・・拡散接合温度、Ｐ・・・拡散
接合圧力、ｔ・・・拡散接合時間。 ；ｔ４ ハ ；Ｉ−５圀
Claims (1)
- 超硬合金と鋼とを拡散接合する際にインサート材の厚み
を被接合材の大きさに合せて変えることを特徴とする超
硬合金と鋼の拡散接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10842582A JPS591077A (ja) | 1982-06-25 | 1982-06-25 | 超硬合金と鋼との拡散接合法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10842582A JPS591077A (ja) | 1982-06-25 | 1982-06-25 | 超硬合金と鋼との拡散接合法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS591077A true JPS591077A (ja) | 1984-01-06 |
Family
ID=14484436
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10842582A Pending JPS591077A (ja) | 1982-06-25 | 1982-06-25 | 超硬合金と鋼との拡散接合法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS591077A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100347085B1 (ko) * | 1999-12-22 | 2002-08-03 | 인곡산업 주식회사 | 코발트(Ｃｏ)가 포함된 초경합금(ＷＣ)과합금공구강(ＳＴＤ１１) 접합용 클래드 삽입금속 및 이를이용한 초경합금(ＷＣ)과 합금공구강(ＳＴＤ１１)의접합방법 |
| JP2006102823A (ja) * | 2004-09-30 | 2006-04-20 | Mitsubishi Materials Corp | エンドミル素材及びエンドミル |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5073866A (ja) * | 1973-11-02 | 1975-06-18 | ||
| JPS555566A (en) * | 1978-06-28 | 1980-01-16 | Mitsubishi Electric Corp | Feedback frequency division circuit |
-
1982
- 1982-06-25 JP JP10842582A patent/JPS591077A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5073866A (ja) * | 1973-11-02 | 1975-06-18 | ||
| JPS555566A (en) * | 1978-06-28 | 1980-01-16 | Mitsubishi Electric Corp | Feedback frequency division circuit |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100347085B1 (ko) * | 1999-12-22 | 2002-08-03 | 인곡산업 주식회사 | 코발트(Ｃｏ)가 포함된 초경합금(ＷＣ)과합금공구강(ＳＴＤ１１) 접합용 클래드 삽입금속 및 이를이용한 초경합금(ＷＣ)과 합금공구강(ＳＴＤ１１)의접합방법 |
| JP2006102823A (ja) * | 2004-09-30 | 2006-04-20 | Mitsubishi Materials Corp | エンドミル素材及びエンドミル |
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