JPS6037280A - 超硬合金と鋼の接合部材の製造方法 - Google Patents
超硬合金と鋼の接合部材の製造方法Info
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- JPS6037280A JPS6037280A JP58145553A JP14555383A JPS6037280A JP S6037280 A JPS6037280 A JP S6037280A JP 58145553 A JP58145553 A JP 58145553A JP 14555383 A JP14555383 A JP 14555383A JP S6037280 A JPS6037280 A JP S6037280A
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Classifications
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- 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
-
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- B23K2103/02—Iron or ferrous alloys
- B23K2103/04—Steel or steel alloys
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
- Welding Or Cutting Using Electron Beams (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】
（技術分野）
本発明は超硬合金と鋼を接合した冷間鍛造パンチ、熱間
鍛造パンチ、金型などに関するものである。
鍛造パンチ、金型などに関するものである。
（技術の背景）
一般に超硬合金の接合はＡｇロウ等を用いたローため２
、ロー材は部よりはずれが起こり、実用化されていない
。これらロー材は方法では、第１には形する、第２には
、鋼と超硬合金の間に熱膨張係数に差があるため、残留
応力が残り繰り返し衝撃時のクランクの発生源となる。
、ロー材は部よりはずれが起こり、実用化されていない
。これらロー材は方法では、第１には形する、第２には
、鋼と超硬合金の間に熱膨張係数に差があるため、残留
応力が残り繰り返し衝撃時のクランクの発生源となる。
また第３にはロー材自体の圧縮強度が低いために、衝撃
がかかった時点において、ロー材が変形する等の問題点
があったため、この種分野で、超硬合金はなＪ−々か使
ガ 用されていなシつた。最近では、高エネルギービームに
よる接合方法も開発され実用化が進んでいるが、繰り返
し数が多い鍛造用パンチの分野では、未だ実用化に至っ
ていない。その理由は、超硬合金は熱衝撃に弱く、鋼は
高温に加熱されると変態を起こす。高エネルギービーム
で接合する場合は超硬合金においては熱衝撃によるクラ
ンク、また鋼においては変態による抗張力低下による亀
裂が発生しやすい。
がかかった時点において、ロー材が変形する等の問題点
があったため、この種分野で、超硬合金はなＪ−々か使
ガ 用されていなシつた。最近では、高エネルギービームに
よる接合方法も開発され実用化が進んでいるが、繰り返
し数が多い鍛造用パンチの分野では、未だ実用化に至っ
ていない。その理由は、超硬合金は熱衝撃に弱く、鋼は
高温に加熱されると変態を起こす。高エネルギービーム
で接合する場合は超硬合金においては熱衝撃によるクラ
ンク、また鋼においては変態による抗張力低下による亀
裂が発生しやすい。
（発生の開示）
本発明はかかる問題点を解決するために鋭意検討した結
果得られたものである。その要旨は、超硬合金と鋼の接
合において両者の間に０．５ ｆｆｍ以下の拡散層を１
層以上形成してなる超硬合金と鋼の接合部材を提供する
ものである。第２の発明は、超硬合金と鋼の接合におい
て、両者の間に厚さ０３關以下の金属フィラーを挿入し
、該挿入面に加圧力を加えかつ超硬合金側に高エネルギ
ービームを加えて接合する超硬合金と鋼の接合部材の製
造方法を提供するものである。該金属フィラーは、１０
００°Ｃ以上の融点をもっこ七が望捷しく、それ以下で
は通常抗張力等の機械的強度が低い。また高エネルギー
ビームとしては、電子ビーム、またはレーザービームが
一般的で、かつ容易に利用することができる。第１図に
超硬合金１と鋼２を旧關厚さのＮｉ金属箔３を用いて接
合した時のＮｉの分布状況を示す。４の部分は、超硬合
金側へＮｉが拡散した巾を示し、本例では約１０μ、捷
た鋼部への拡散層は約２０μであった。金属フィラーと
してＮｉを用いた場合には、超硬合金側で脱炭等の現象
は見られなかった。本発明の別の特徴は、０．３ ｍｍ
以下の金属フィラーを超硬合金と鋼の間に挿入し、超硬
合金を高エネルギービームで直接的に加熱し、同時に超
鋼合金と鋼を圧接させることにより金属フィラーを超硬
合金と鋼中に拡散接合することを特徴とする接合法であ
る。金属フィラーが０３闘を越えると使用時の高荷重下
で金属フィラーが圧縮変形するため、鍛造圧にもたない
。フィラーの厚みは０３ｍｍ以下が望才しい。０．３
ｍｍ以下であると超硬合金中及び鋼中に拡散が起こるた
め、最終的には厚みは半分以下になる。さらに望ましく
け金属フィラーの厚みは５μ以上＋００ ｔ−以下がさ
らに良い。金属フィラー厚みが５μ以下になると、金属
フィラーの製造が難しく、捷た接合強度も弱くなる。拡
散接合の熱源は高エネルギーが良い。高エネルギービー
ムはビーム径を調整し、接合部近傍の狭い部分のみ加熱
することが出来るため、鋼部の変形、変態を最小にする
こ々が出来る。本願発明で用いる、フィラーについては
、融点が１０００℃以上の方が良好である。即ち、耐衝
撃性に秀れた、超硬合金と、鋼の接合方法としては、融
点が高く、抗張力の高い材料が望せしい。例えば、純Ｎ
ｉや、ＮｉにＢ、 Ｓｉ、 Ｍｎ、 Ｍｇ等を含有する
材料を用いることができ又、純Ｃａや、Ｃｏ１Ｎｉ等の
多くの合金を用いることができる。この種フィラーの役
割として、例えばＮｉｉたはＮ１合金を用いた場合には
、炭素の固溶度が小さいため、超硬合金側の固溶炭素や
、結合炭素が鋼部へ拡散することを防止することもでき
る。また別に、複数枚の性質の異るフィラーを用いるこ
とも可能である。例えば融点の異る２種以上のフィラー
を用いることによって、接合層の薄い合金を得ることも
可能である。また前述した通り、接合部にはどうしても
熱履歴が残りやすいし、熱歪に基く、熱応力や捷だ融点
近辺までの昇温のために、超硬合金や、フィラー材、鋼
が変質することもある。このためには例えば、接合後、
熱処理によって、油やき入れ、焼なまし、焼戻し等の熱
処理工程を入れることも可能である。場合によっては、
電子ビーム溶接等の場合は、適切なガスを容器内に導入
することにより接合部材の冷却速度を制御することも可
能である。従来からのロー付は法による接合では、ロー
材自体の強度が弱いことと、加熱部分が広く、鋼の変態
範囲が広いという弱点を持っている。また従来からの溶
接法でも同様の問題点があった。即ち接合時の加熱部分
が極めて広いだめに変質層が広く、接合後の熱処理によ
ってもなかなかもとへは復帰しなかった。本願発明は、
かかる問題点を解決するために熱変質層が薄く、回復も
しやすい。
果得られたものである。その要旨は、超硬合金と鋼の接
合において両者の間に０．５ ｆｆｍ以下の拡散層を１
層以上形成してなる超硬合金と鋼の接合部材を提供する
ものである。第２の発明は、超硬合金と鋼の接合におい
て、両者の間に厚さ０３關以下の金属フィラーを挿入し
、該挿入面に加圧力を加えかつ超硬合金側に高エネルギ
ービームを加えて接合する超硬合金と鋼の接合部材の製
造方法を提供するものである。該金属フィラーは、１０
００°Ｃ以上の融点をもっこ七が望捷しく、それ以下で
は通常抗張力等の機械的強度が低い。また高エネルギー
ビームとしては、電子ビーム、またはレーザービームが
一般的で、かつ容易に利用することができる。第１図に
超硬合金１と鋼２を旧關厚さのＮｉ金属箔３を用いて接
合した時のＮｉの分布状況を示す。４の部分は、超硬合
金側へＮｉが拡散した巾を示し、本例では約１０μ、捷
た鋼部への拡散層は約２０μであった。金属フィラーと
してＮｉを用いた場合には、超硬合金側で脱炭等の現象
は見られなかった。本発明の別の特徴は、０．３ ｍｍ
以下の金属フィラーを超硬合金と鋼の間に挿入し、超硬
合金を高エネルギービームで直接的に加熱し、同時に超
鋼合金と鋼を圧接させることにより金属フィラーを超硬
合金と鋼中に拡散接合することを特徴とする接合法であ
る。金属フィラーが０３闘を越えると使用時の高荷重下
で金属フィラーが圧縮変形するため、鍛造圧にもたない
。フィラーの厚みは０３ｍｍ以下が望才しい。０．３
ｍｍ以下であると超硬合金中及び鋼中に拡散が起こるた
め、最終的には厚みは半分以下になる。さらに望ましく
け金属フィラーの厚みは５μ以上＋００ ｔ−以下がさ
らに良い。金属フィラー厚みが５μ以下になると、金属
フィラーの製造が難しく、捷た接合強度も弱くなる。拡
散接合の熱源は高エネルギーが良い。高エネルギービー
ムはビーム径を調整し、接合部近傍の狭い部分のみ加熱
することが出来るため、鋼部の変形、変態を最小にする
こ々が出来る。本願発明で用いる、フィラーについては
、融点が１０００℃以上の方が良好である。即ち、耐衝
撃性に秀れた、超硬合金と、鋼の接合方法としては、融
点が高く、抗張力の高い材料が望せしい。例えば、純Ｎ
ｉや、ＮｉにＢ、 Ｓｉ、 Ｍｎ、 Ｍｇ等を含有する
材料を用いることができ又、純Ｃａや、Ｃｏ１Ｎｉ等の
多くの合金を用いることができる。この種フィラーの役
割として、例えばＮｉｉたはＮ１合金を用いた場合には
、炭素の固溶度が小さいため、超硬合金側の固溶炭素や
、結合炭素が鋼部へ拡散することを防止することもでき
る。また別に、複数枚の性質の異るフィラーを用いるこ
とも可能である。例えば融点の異る２種以上のフィラー
を用いることによって、接合層の薄い合金を得ることも
可能である。また前述した通り、接合部にはどうしても
熱履歴が残りやすいし、熱歪に基く、熱応力や捷だ融点
近辺までの昇温のために、超硬合金や、フィラー材、鋼
が変質することもある。このためには例えば、接合後、
熱処理によって、油やき入れ、焼なまし、焼戻し等の熱
処理工程を入れることも可能である。場合によっては、
電子ビーム溶接等の場合は、適切なガスを容器内に導入
することにより接合部材の冷却速度を制御することも可
能である。従来からのロー付は法による接合では、ロー
材自体の強度が弱いことと、加熱部分が広く、鋼の変態
範囲が広いという弱点を持っている。また従来からの溶
接法でも同様の問題点があった。即ち接合時の加熱部分
が極めて広いだめに変質層が広く、接合後の熱処理によ
ってもなかなかもとへは復帰しなかった。本願発明は、
かかる問題点を解決するために熱変質層が薄く、回復も
しやすい。
実施例
φ２０Ｘ１５０の５ＫＤ６１の鋼材にφ２０Ｘ２０の超
硬合金の溶接を行った。第２図に真空チャンバー・６Ｉ
の内部に鋼材７と超硬合金８をセットし、鋼材と超硬合
金との間に５０μのＮｉフィラーを挿入した。
硬合金の溶接を行った。第２図に真空チャンバー・６Ｉ
の内部に鋼材７と超硬合金８をセットし、鋼材と超硬合
金との間に５０μのＮｉフィラーを挿入した。
鋼材は回転治具９で固定し、超硬合金を加圧治具ｌＯに
て圧接した。回転゛冶具９を回転させることにより、鋼
と超硬合金がスリップせず、同時回転する力にて加圧し
た。チャンバー内をＩ Ｏ−” Ｔｏｒｒに真空引きを
行い、電子銃より電子ビームを発生させ、超硬合金と鋼
の当接面から２ ｙｍ超硬側にビームを当て超硬合金を
加熱した。電子ビームの条件は＋ ５０ ｋｖ１５ｍＡ
、加熱速度１００ ｍＩｌ／’ｍｉｎであった。
て圧接した。回転゛冶具９を回転させることにより、鋼
と超硬合金がスリップせず、同時回転する力にて加圧し
た。チャンバー内をＩ Ｏ−” Ｔｏｒｒに真空引きを
行い、電子銃より電子ビームを発生させ、超硬合金と鋼
の当接面から２ ｙｍ超硬側にビームを当て超硬合金を
加熱した。電子ビームの条件は＋ ５０ ｋｖ１５ｍＡ
、加熱速度１００ ｍＩｌ／’ｍｉｎであった。
方法により拡散接合したパンチを５ｉｉ５Ｃの鍛造した
（ ３００ ｋｙ／ｃｒ！ ）に用いたところ寿命はダ
イス鋼ベンチの１０倍を示した。
（ ３００ ｋｙ／ｃｒ！ ）に用いたところ寿命はダ
イス鋼ベンチの１０倍を示した。
第１図は本願発明で得られた接合部材の断面図を示す。
第２図は電子ビーム溶接装置の概略図である。
１・・・超硬合金、２・・・鋼、３・・・金属フィラー
、４・・・拡散層、５・・・拡散層、６・・・真空チャ
ンバー、１０・・・第 １ 回 □寸 第 ２ し ｊ
、４・・・拡散層、５・・・拡散層、６・・・真空チャ
ンバー、１０・・・第 １ 回 □寸 第 ２ し ｊ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ＋１１超硬合金と鋼の接合において、両者の間に厚さ０
．５ ａｍ以下の拡散層を１層以上形成してなることを
特徴とする超硬合金と鋼の接合部材。 （２）超硬合金と鋼の接合において、両者の間に厚さ０
３闘以下の金属フィラーを挿入し、該挿入面に加圧力を
加えて接合すれことを特徴とする超硬合金と鋼の接合部
材の製造方法。 （３）金属フィラーの融点が、１０００℃以上であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第（２）項記載の超硬合
金と鋼の接合部材の製造方法。 （４）高エネルギービームが、電子ビーム捷たはレザー
ビームであることを特徴とする特許請求の範囲第（３）
項記載の超硬合金と鋼の接合部材の製造方法０
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58145553A JPS6037280A (ja) | 1983-08-08 | 1983-08-08 | 超硬合金と鋼の接合部材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58145553A JPS6037280A (ja) | 1983-08-08 | 1983-08-08 | 超硬合金と鋼の接合部材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6037280A true JPS6037280A (ja) | 1985-02-26 |
| JPH0452181B2 JPH0452181B2 (ja) | 1992-08-21 |
Family
ID=15387829
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58145553A Granted JPS6037280A (ja) | 1983-08-08 | 1983-08-08 | 超硬合金と鋼の接合部材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6037280A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0940214A3 (de) * | 1998-02-18 | 2004-05-06 | William Prym GmbH & Co. KG | Verfahren zum Verbinden von zwei aus härtemässig zueinander unterschiedlichen Metallen bestehenden Teilen mittels Laserlicht |
| JP2009131917A (ja) * | 2007-11-29 | 2009-06-18 | Mitsubishi Materials Corp | 超硬合金部材と鋼部材との高接合強度を有する複合材料およびこの複合材料からなる切削工具用複合素材および切削工具 |
| JP2010120144A (ja) * | 2008-11-21 | 2010-06-03 | Union Tool Co | 穴明け工具及びその製造方法 |
| CN112025123A (zh) * | 2020-08-25 | 2020-12-04 | 昆山铂达峰精密机械有限公司 | 一种冲头焊接工艺 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5890385A (ja) * | 1981-11-25 | 1983-05-30 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 複合耐摩部材の製造法 |
| JPS58128281A (ja) * | 1982-01-27 | 1983-07-30 | Hitachi Ltd | 超硬合金と鋼との拡散接合方法 |
-
1983
- 1983-08-08 JP JP58145553A patent/JPS6037280A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5890385A (ja) * | 1981-11-25 | 1983-05-30 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 複合耐摩部材の製造法 |
| JPS58128281A (ja) * | 1982-01-27 | 1983-07-30 | Hitachi Ltd | 超硬合金と鋼との拡散接合方法 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0940214A3 (de) * | 1998-02-18 | 2004-05-06 | William Prym GmbH & Co. KG | Verfahren zum Verbinden von zwei aus härtemässig zueinander unterschiedlichen Metallen bestehenden Teilen mittels Laserlicht |
| JP2009131917A (ja) * | 2007-11-29 | 2009-06-18 | Mitsubishi Materials Corp | 超硬合金部材と鋼部材との高接合強度を有する複合材料およびこの複合材料からなる切削工具用複合素材および切削工具 |
| JP2010120144A (ja) * | 2008-11-21 | 2010-06-03 | Union Tool Co | 穴明け工具及びその製造方法 |
| CN112025123A (zh) * | 2020-08-25 | 2020-12-04 | 昆山铂达峰精密机械有限公司 | 一种冲头焊接工艺 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0452181B2 (ja) | 1992-08-21 |
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