JPS6041143B2 - 焼結硬質合金とその製造法 - Google Patents
焼結硬質合金とその製造法Info
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- JPS6041143B2 JPS6041143B2 JP59087192A JP8719284A JPS6041143B2 JP S6041143 B2 JPS6041143 B2 JP S6041143B2 JP 59087192 A JP59087192 A JP 59087192A JP 8719284 A JP8719284 A JP 8719284A JP S6041143 B2 JPS6041143 B2 JP S6041143B2
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Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
ＷＣ基超硬合金は１９２位手代にＷＣ−Ｃｏ系が発明さ
れ、さらに１９３０王代になりＴＩＣ，ＴａＣ，Ｍｏ２
Ｃなどの炭化物を添加した合金も実用化され今日に至
っている。
れ、さらに１９３０王代になりＴＩＣ，ＴａＣ，Ｍｏ２
Ｃなどの炭化物を添加した合金も実用化され今日に至
っている。
しかしながらＴａＣの最近の高騰は著しく、ＴａＣに置
きかわる炭化物の探索が行なわれている。従来から、Ｎ
ｂはＴａと同族であるため、その役割も良く似ており資
源的にも価格的にも安定しており、Ｔａの一部又は全部
をＮｂに置きかえるという方法を取っているが、Ｎｂの
置換量が多くなる程、性能的に劣化することがわかって
いる。
きかわる炭化物の探索が行なわれている。従来から、Ｎ
ｂはＴａと同族であるため、その役割も良く似ており資
源的にも価格的にも安定しており、Ｔａの一部又は全部
をＮｂに置きかえるという方法を取っているが、Ｎｂの
置換量が多くなる程、性能的に劣化することがわかって
いる。
この理由は超硬合金中のＴａの部分をＮｂに置き換える
量が多くなるとＢＩ型構造の炭化物結晶である（ＴｊＷ
・ＴａＮｂ）Ｃは角ばつた形となって該ＢＩ型固溶体同
志が連結した構造をとるようになり靭性の低下をもたら
すからである。本発明は超硬合金におけるＢＩ型結晶中
のＮｂの量がＴａの量よりも多い場合でも窒素を含有さ
せることによって、ＢＩ型結晶が微粒かつ均一に分散し
た形となるため、従来のＷＣ−ＴＩＣ−ＴａＣ−Ｃｏ系
の超硬合金よりも安価で機械的籾性、耐熱亀裂性の面で
はるかに殴れた合金を提供せんとするものである。
量が多くなるとＢＩ型構造の炭化物結晶である（ＴｊＷ
・ＴａＮｂ）Ｃは角ばつた形となって該ＢＩ型固溶体同
志が連結した構造をとるようになり靭性の低下をもたら
すからである。本発明は超硬合金におけるＢＩ型結晶中
のＮｂの量がＴａの量よりも多い場合でも窒素を含有さ
せることによって、ＢＩ型結晶が微粒かつ均一に分散し
た形となるため、従来のＷＣ−ＴＩＣ−ＴａＣ−Ｃｏ系
の超硬合金よりも安価で機械的籾性、耐熱亀裂性の面で
はるかに殴れた合金を提供せんとするものである。
本発明者によると超硬合金中におけるＢＩ型結晶中のＮ
ｂがＴａの全量を置換することにより、耐摩耗性の面で
優れた合金となり、しかも資源的にも価格的にも安定し
た安価なＮｂを用いているため、これまでの超硬合金よ
りも安価となる。
ｂがＴａの全量を置換することにより、耐摩耗性の面で
優れた合金となり、しかも資源的にも価格的にも安定し
た安価なＮｂを用いているため、これまでの超硬合金よ
りも安価となる。
さらにはＢＩ型結晶は窒素を含有しているため微粒でし
かも均一に分散している。従って熱伝導性も向上し、強
度も向上することにより耐熱亀裂性、機械的轍‘性の面
で優れた超硬合金となることがわかった。本願はかかる
窒素の導入によりＴａをＮｂで全部置換した超硬合金を
提供するものである。本発明の特徴は、ＷＣ及び／また
は（Ｍｏ・Ｗ）Ｃを１０〜８の重量％含み、周期律表の
第Ｗａ，Ｖａ（以下ＶａにはＴａは含まれない），のａ
族の炭窒化物よりなるＢＩ型結晶２〜５の重量％、残部
が鉄族金属よりなる凝結硬質合金において吉三のモル比
が０．１〜０．５の値をとるような周期律表の弟Ｗａ，
Ｖａ，のａ族の炭窒化物よりなることにより、該ＢＩ型
結晶が微粒となることを見し、出した。
かも均一に分散している。従って熱伝導性も向上し、強
度も向上することにより耐熱亀裂性、機械的轍‘性の面
で優れた超硬合金となることがわかった。本願はかかる
窒素の導入によりＴａをＮｂで全部置換した超硬合金を
提供するものである。本発明の特徴は、ＷＣ及び／また
は（Ｍｏ・Ｗ）Ｃを１０〜８の重量％含み、周期律表の
第Ｗａ，Ｖａ（以下ＶａにはＴａは含まれない），のａ
族の炭窒化物よりなるＢＩ型結晶２〜５の重量％、残部
が鉄族金属よりなる凝結硬質合金において吉三のモル比
が０．１〜０．５の値をとるような周期律表の弟Ｗａ，
Ｖａ，のａ族の炭窒化物よりなることにより、該ＢＩ型
結晶が微粒となることを見し、出した。
さらに窒素雰囲気中で暁結することによって合金中の窒
素含量を安定させることを見出した。
素含量を安定させることを見出した。
さらに窒素を含むＢＩ型結晶を用いることにより、ＢＩ
型結晶が微粒になりやすく、高い窒素含有量となる。以
上の発明により従来のＷＣ−ＴＩＣ−ＴａＣ−Ｃｏ系よ
りも耐摩耗性、機械的級性、耐熱亀裂性の面で優れた合
金を開発した。次に本発明の特徴とする組織を第１図に
示す。
型結晶が微粒になりやすく、高い窒素含有量となる。以
上の発明により従来のＷＣ−ＴＩＣ−ＴａＣ−Ｃｏ系よ
りも耐摩耗性、機械的級性、耐熱亀裂性の面で優れた合
金を開発した。次に本発明の特徴とする組織を第１図に
示す。
第２図に示す従来合金よりもＢＩ型結晶が微粒であるこ
とがわかる。以下本発明における限定理由について述べ
る。
とがわかる。以下本発明における限定理由について述べ
る。
ＷＣ及び／または（Ｍｏ・Ｗ）Ｃが１の重量％禾満であ
ると鋤性不足となり、８の重量％を越えると耐摩耗性が
劣る硬質合金となる。第Ｗａ，Ｖａ，Ｗａ族の炭窒化物
が２重量％未満であると耐摩耗性の劣る硬質合金となり
、５の重量％を越えると強度が低下する。また毒三のモ
ル比はｏ‐１より小さいＢＩ型炭窒化物結晶が微粒とな
らない。しかし、０．５以上であると凝結不足となりか
えって悪影響が出る。本発明合金を製造するにあたって
、ＷＣ結晶、ＢＩ型結晶、Ｆｅ族金属からなる粉末を混
合後１０‐２〜１０‐４Ｔｏｎの真空焼綾あるいは昇温
、保持、冷却過程で断続的もしくは連続的に窒素分圧を
０．１〜５００Ｔｏｎに保持することによって合金を製
造するが、ＷＣ結晶、およびＢＩ型結晶、例えばＴＩＣ
，ＴＩＮ，ＴａＮ，ＴａＣ，Ｎ比，ＮｂＮ，ＴｉとＷを
含む炭窒化物などＷａ，Ｖａ，のａ族金属の１種又は２
種以上の炭化物、窒化物、炭窒化物と、Ｆｅ族金属の粉
末を混合後焼結するが、糠結雰囲気は１０−２〜１０−
４Ｔｏｍの真空焼結あるいは０．１〜５００ｒｏｍの窒
素雰囲気焼結どちらでもよく、望ましくは窒素雰囲気焼
結である。
ると鋤性不足となり、８の重量％を越えると耐摩耗性が
劣る硬質合金となる。第Ｗａ，Ｖａ，Ｗａ族の炭窒化物
が２重量％未満であると耐摩耗性の劣る硬質合金となり
、５の重量％を越えると強度が低下する。また毒三のモ
ル比はｏ‐１より小さいＢＩ型炭窒化物結晶が微粒とな
らない。しかし、０．５以上であると凝結不足となりか
えって悪影響が出る。本発明合金を製造するにあたって
、ＷＣ結晶、ＢＩ型結晶、Ｆｅ族金属からなる粉末を混
合後１０‐２〜１０‐４Ｔｏｎの真空焼綾あるいは昇温
、保持、冷却過程で断続的もしくは連続的に窒素分圧を
０．１〜５００Ｔｏｎに保持することによって合金を製
造するが、ＷＣ結晶、およびＢＩ型結晶、例えばＴＩＣ
，ＴＩＮ，ＴａＮ，ＴａＣ，Ｎ比，ＮｂＮ，ＴｉとＷを
含む炭窒化物などＷａ，Ｖａ，のａ族金属の１種又は２
種以上の炭化物、窒化物、炭窒化物と、Ｆｅ族金属の粉
末を混合後焼結するが、糠結雰囲気は１０−２〜１０−
４Ｔｏｍの真空焼結あるいは０．１〜５００ｒｏｍの窒
素雰囲気焼結どちらでもよく、望ましくは窒素雰囲気焼
結である。
発明者らは長年の研究により、窒化物含有合金は、暁結
中に脱窒現象が生じ、焼結中の不安定さを有する知見を
得た。０．１〜５００Ｔｏｒｒの窒素分圧で焼結するこ
とにより、脱窒の防止、あるいは窒素を富化ならしめる
ことが可能となり、優れた均一な合金を作ることが可能
となる。
中に脱窒現象が生じ、焼結中の不安定さを有する知見を
得た。０．１〜５００Ｔｏｒｒの窒素分圧で焼結するこ
とにより、脱窒の防止、あるいは窒素を富化ならしめる
ことが可能となり、優れた均一な合金を作ることが可能
となる。
なお窒素分圧は０．１Ｔｏｒｒ以下だと効果がなく、５
００Ｔｏｒｒ以上であると暁結性が悪くなり、また逆に
表面層の方が窒素濃度が高くなり不均質な組織となる。
またＢＩ型結晶中に窒素を含む原料料を用いるとＢＩ型
結晶が微粒になりやすく、例 え ば（ＴＩＭＷ側 ）
（ Ｃ 小８ Ｎ ｏ．２ ），（Ｔｉ。．７Ｎｂ。．
，Ｗ。．２）（Ｃ。．８Ｎ。．２），ＮｂＮ，ＮｂＣＮ
などである。さらにＢＩ型結晶中に酸素を含有していて
も本発明の効果は変らない。
００Ｔｏｒｒ以上であると暁結性が悪くなり、また逆に
表面層の方が窒素濃度が高くなり不均質な組織となる。
またＢＩ型結晶中に窒素を含む原料料を用いるとＢＩ型
結晶が微粒になりやすく、例 え ば（ＴＩＭＷ側 ）
（ Ｃ 小８ Ｎ ｏ．２ ），（Ｔｉ。．７Ｎｂ。．
，Ｗ。．２）（Ｃ。．８Ｎ。．２），ＮｂＮ，ＮｂＣＮ
などである。さらにＢＩ型結晶中に酸素を含有していて
も本発明の効果は変らない。
なおＷＣについてはタングステンモノカーバイドと１０
〜１００モル％のモリブデンモノカーバイドを含有する
計算量のモリブデンモノカーバィド、すなわち（ＭＯＷ
）Ｃに層換えても本発明の効果は変らない。
〜１００モル％のモリブデンモノカーバイドを含有する
計算量のモリブデンモノカーバィド、すなわち（ＭＯＷ
）Ｃに層換えても本発明の効果は変らない。
また本発明合金は、超硬合金母材の表面にＴＩＣ，ＴＩ
ＣＮ，ＴＩＮ，ＡＩ２０３，ＨｆＣなどの硬質層を１層
もしくは多層に被覆した被覆超硬工具の母材として有効
なことはいうまでもない。
ＣＮ，ＴＩＮ，ＡＩ２０３，ＨｆＣなどの硬質層を１層
もしくは多層に被覆した被覆超硬工具の母材として有効
なことはいうまでもない。
以下実施例にて説明する。
実施例 １
第１表に示す組成で原料粉末を配合し、さらにプレス助
材としてのパラフィンを１．５重量％加え１８−８ステ
ンレス製の容器とＷＣ−Ｃｏ焼結合金製のボールを用い
、ァセトン中で１０順のボールミル混合を行なった。
材としてのパラフィンを１．５重量％加え１８−８ステ
ンレス製の容器とＷＣ−Ｃｏ焼結合金製のボールを用い
、ァセトン中で１０順のボールミル混合を行なった。
これを乾燥後１．５ｔ／地の圧力にて切削用チップをプ
レス成型した後真空中で４００３０に保持し、パラフィ
ンを除去した後窒素分圧５０Ｔｏｎの減圧窒素雰囲気下
で焼精温度１４００ｏｏに１時間保持し、焼結体を得た
。表２に合金特性、切削試験の結果を記した。本発明合
金は比較合金に比べ明らかに優れた性能を示すことがわ
かる。表 １． （重量％で表示） 表 ２． 耐摩耗試験 ＳＣＭ３（Ｈｓ＝３６）、ＳＮＧ４３２ Ｖ；１２０肌／ｍｉｎ、ｄ＝２職、ｆ＝０．３仇肋／ｒ
ｅｖ、Ｔ＝１位ｈｉｎ轍性試験 ＳＣＭ３（溝付き、Ｈｓ＝３６）、 ６インチカツター、ＳＰＧ４２２、 Ｖ＝８０の／ｍｉｎ、ｄ二２肌、ｆ＝０．４仇舷／刃、
Ｔ＝ｌｍｌｎ耐熱亀裂試験 ＳＣＭ３（ＨＳ３６）、６インチカツター、三・ ＳＰ
Ｇ４２５Ｖニ１４０仇／ｍｉｎ、ｄ＝３豚、ｆ＝０．５
仇肋／刃、Ｔ＝肋ｎｉｎ実施例 ２ 実施例１で作成した合金Ａを用いてロー付けホブを作成
して試験を行なった。
レス成型した後真空中で４００３０に保持し、パラフィ
ンを除去した後窒素分圧５０Ｔｏｎの減圧窒素雰囲気下
で焼精温度１４００ｏｏに１時間保持し、焼結体を得た
。表２に合金特性、切削試験の結果を記した。本発明合
金は比較合金に比べ明らかに優れた性能を示すことがわ
かる。表 １． （重量％で表示） 表 ２． 耐摩耗試験 ＳＣＭ３（Ｈｓ＝３６）、ＳＮＧ４３２ Ｖ；１２０肌／ｍｉｎ、ｄ＝２職、ｆ＝０．３仇肋／ｒ
ｅｖ、Ｔ＝１位ｈｉｎ轍性試験 ＳＣＭ３（溝付き、Ｈｓ＝３６）、 ６インチカツター、ＳＰＧ４２２、 Ｖ＝８０の／ｍｉｎ、ｄ二２肌、ｆ＝０．４仇舷／刃、
Ｔ＝ｌｍｌｎ耐熱亀裂試験 ＳＣＭ３（ＨＳ３６）、６インチカツター、三・ ＳＰ
Ｇ４２５Ｖニ１４０仇／ｍｉｎ、ｄ＝３豚、ｆ＝０．５
仇肋／刃、Ｔ＝肋ｎｉｎ実施例 ２ 実施例１で作成した合金Ａを用いてロー付けホブを作成
して試験を行なった。
その結果、市販の超硬ロー付けホプに比較し、下表に示
す通り、工具摩耗量が約１ノ２と少なくかつ、耐チッピ
ング性においてもはるかに優れる超硬ホブが本発明合金
によって可能となった。
す通り、工具摩耗量が約１ノ２と少なくかつ、耐チッピ
ング性においてもはるかに優れる超硬ホブが本発明合金
によって可能となった。
表３ ホブ（歯切り工具）によるテスト結果試験条件被
削材：Ｓ４に（ＨＢ１８０） 使用工具：ホブの（モジュール）＝１．２５（歯数＝１
２）Ｖ＝２５０ｍ／ｍｉｎ ｆ：３側／ｒｅｖ 冷却液：水溶性油剤 実施例 ３ 実施例１の表１中Ａ，Ｅ，Ｋの配合粉末を混合、成型し
た後、雰囲気を変えて焼結した。
削材：Ｓ４に（ＨＢ１８０） 使用工具：ホブの（モジュール）＝１．２５（歯数＝１
２）Ｖ＝２５０ｍ／ｍｉｎ ｆ：３側／ｒｅｖ 冷却液：水溶性油剤 実施例 ３ 実施例１の表１中Ａ，Ｅ，Ｋの配合粉末を混合、成型し
た後、雰囲気を変えて焼結した。
得られた焼縞硬質合金を耐摩耗試験を実施例１と同様の
方法で実施した。得られた結果を表５に示す。表５表５
中混合雰囲気とは１４００ｑ○で１時間保持している間
のみ２０×１０‐３で暁結しその他の間は３０のｏｒｒ
の窒素雰囲気にて競結した。
方法で実施した。得られた結果を表５に示す。表５表５
中混合雰囲気とは１４００ｑ○で１時間保持している間
のみ２０×１０‐３で暁結しその他の間は３０のｏｒｒ
の窒素雰囲気にて競結した。
第１図は本発明合金（Ａ合金）の１５０の苦の組織写真
で、微粒なＢＩ型結晶が均一に分散されている。 第２図は従来合金（Ｌ合金）の１５０ぴ音の組織写真で
ある。矛２図矛↑図
で、微粒なＢＩ型結晶が均一に分散されている。 第２図は従来合金（Ｌ合金）の１５０ぴ音の組織写真で
ある。矛２図矛↑図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ＷＣ及び／または（Ｍｏ・Ｗ）Ｃを１０〜８０重量
％、周期律表の第IVａ，Vａ（但しＴａを除く），VIａ
族元素１種または２種以上の炭窒化物よりなるＢ１型結
晶２〜５０重量％と残部が鉄族金属よりなる硬質合金に
おいて、該Ｂ１型結晶がＮｂを含みかつＣとＮが０．１
≦Ｎ／（Ｃ＋Ｎ）≦０．５ のモル比をとることを特徴とする焼結硬質合金。 ２ ＷＣ及び／または（Ｍｏ・Ｗ）Ｃを１０〜８０重量
％、周期律表の第IVａ，Vａ（但しＴａを除く），VIａ
族元素１種または２種以上の炭窒化物よりなるＢ１型結
晶２〜５０重量％と残部が鉄族金属よりなる硬質合金に
おいて、該Ｂ１型結晶がＮｂを含みかつＣとＮが０．１
≦Ｎ／（Ｃ＋Ｎ）≦０．５ のモル比をとることを特徴とする焼結硬質合金の製造法
においてＷＣ粉末及び／または（Ｍｏ・Ｗ）Ｃ粉末およ
び周期律表の第IVａ，Vａ（但しＴａを除く），のVIａ
族元素の炭化物、窒化物、炭窒化物のうちの１種または
２種以上よりなる粉末および鉄族金属粉末を混合してな
る原料粉末を成型後、１０＾−＾２〜１０＾−＾４Ｔｏ
ｒｒの真空雰囲気下で焼結することを特徴とする焼結硬
質合金の製造法。 ３ ＷＣ及び／または（Ｍｏ・Ｗ）Ｃを１０〜８０重量
％、含み、周期律表の第IVａ，Vａ（但しＴａを除く）
，VIａ族元素の１種または２種以上の炭窒化物よりなる
Ｂ１型結晶２〜５０重量％と残部が鉄族金属よりなる硬
質合金において、該Ｂ１型結晶がＮｂを含みかつＣとＮ
が、０．１≦Ｎ／（Ｃ＋Ｎ）≦０．５ のモル比をとる焼結硬質合金の製造法において、ＷＣ粉
末及び／または（Ｍｏ・Ｗ）Ｃ粉末および、周期律表の
第IVａ，Vａ（但しＴａを除く），VIａ族元素の炭化物
、窒化物、炭窒化物のうちの１種または２種以上よりな
る粉末および鉄族金属粉末を混合してなる原料粉末を成
型後、窒素分圧を０．１〜５００Ｔｏｒｒに断続的また
は連続的に保持して焼結することを特徴とする焼結硬質
合金の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59087192A JPS6041143B2 (ja) | 1984-04-27 | 1984-04-27 | 焼結硬質合金とその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59087192A JPS6041143B2 (ja) | 1984-04-27 | 1984-04-27 | 焼結硬質合金とその製造法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9465579A Division JPS5620141A (en) | 1979-07-24 | 1979-07-24 | Sintered hard alloy and its manufacture |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6043458A JPS6043458A (ja) | 1985-03-08 |
| JPS6041143B2 true JPS6041143B2 (ja) | 1985-09-14 |
Family
ID=13908119
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59087192A Expired JPS6041143B2 (ja) | 1984-04-27 | 1984-04-27 | 焼結硬質合金とその製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6041143B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102006018947A1 (de) * | 2006-04-24 | 2007-10-25 | Tutec Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines Hartmetallkörpers, Pulver zur Herstellung eines Hartmetalls und Hartmetallkörper |
-
1984
- 1984-04-27 JP JP59087192A patent/JPS6041143B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6043458A (ja) | 1985-03-08 |
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