JPS6067638A - 切削工具および熱間加工工具用サ−メツト - Google Patents
切削工具および熱間加工工具用サ−メツトInfo
- Publication number
- JPS6067638A JPS6067638A JP17389783A JP17389783A JPS6067638A JP S6067638 A JPS6067638 A JP S6067638A JP 17389783 A JP17389783 A JP 17389783A JP 17389783 A JP17389783 A JP 17389783A JP S6067638 A JPS6067638 A JP S6067638A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cermet
- cutting
- powder
- resistance
- tool
- Prior art date
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- Granted
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- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (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】
この発明は、高靭性および高硬度金有し、さらにすぐれ
た耐摩耗性、耐塑性変形性、および附衝撃性を有し、し
たがって、これらの特性が要求される高速切削や、高送
り切削および深切9込み切削などの重切削に用いられる
切削工具として、さらに熱間圧延ロール、熱間線引ロー
ル、熱間圧縮ダイス、熱間鍛造ダイス、および熱間押出
しバンチなどの比較的長時間高温にさらされる熱間加工
工具として使用した場合にすぐれた性能全発揮する結合
相がWで構成されたす〜メツトに関するものである。
た耐摩耗性、耐塑性変形性、および附衝撃性を有し、し
たがって、これらの特性が要求される高速切削や、高送
り切削および深切9込み切削などの重切削に用いられる
切削工具として、さらに熱間圧延ロール、熱間線引ロー
ル、熱間圧縮ダイス、熱間鍛造ダイス、および熱間押出
しバンチなどの比較的長時間高温にさらされる熱間加工
工具として使用した場合にすぐれた性能全発揮する結合
相がWで構成されたす〜メツトに関するものである。
近年、加工能率向上のために1’+’iJ速切削化や商
送り切削化が検削されているが、リノ削速度全商くした
り、送り鼠を多くしたりすると、切削工具の刃先温度が
上昇し、刃先が摩耗よりは、むしろ高温に起因する塑性
変形によって使用前Qに至る場合が多い。
送り切削化が検削されているが、リノ削速度全商くした
り、送り鼠を多くしたりすると、切削工具の刃先温度が
上昇し、刃先が摩耗よりは、むしろ高温に起因する塑性
変形によって使用前Qに至る場合が多い。
しかしながら、現在実用に供されている硬質相が主とし
て炭化タングステン(以下wcで示す)や炭化チタン(
以下TiCで示す〕で構成され、一方結合相が主として
鉄族金属で構成されているWCC超超硬合金Ti(E基
ザーメットは、刃先温度が1000℃を越えると急激に
軟化するようになるために、これらのWCC超超硬合金
TiC1サーメットは勿論のこと、これらの表面に硬質
被覆層を形成したものにおいても、その使用条件は刃先
温度が1000℃を若干上廻る程度に制限されている。
て炭化タングステン(以下wcで示す)や炭化チタン(
以下TiCで示す〕で構成され、一方結合相が主として
鉄族金属で構成されているWCC超超硬合金Ti(E基
ザーメットは、刃先温度が1000℃を越えると急激に
軟化するようになるために、これらのWCC超超硬合金
TiC1サーメットは勿論のこと、これらの表面に硬質
被覆層を形成したものにおいても、その使用条件は刃先
温度が1000℃を若干上廻る程度に制限されている。
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、特にす
ぐれた耐塑性変形性および耐衝撃性、さらに配摩耗性が
要求される鋼などの高速切削や重切削に切削工具として
使用するのに適した4’Af!4に開発すべく研究全行
なった結果、原料粉末として、T]とWの複合金属炭窒
化物固溶体(以下、(T1゜W)CNで示す〕粉末、T
iと、Wと、Tiを除く元素周期律表の48および5a
族金属のうちの1種または2種以上との複合金属炭窒化
物固溶体(以下、(Ti、 W、 M)ONで示す)粉
末、さらに元素周期律表の4a、5a;および6a族の
金属粉末とほう素粉末、あるいはこれらの金属のほう化
物粉末、酸化マグネシウム(以下MgOで示す)粉末。
ぐれた耐塑性変形性および耐衝撃性、さらに配摩耗性が
要求される鋼などの高速切削や重切削に切削工具として
使用するのに適した4’Af!4に開発すべく研究全行
なった結果、原料粉末として、T]とWの複合金属炭窒
化物固溶体(以下、(T1゜W)CNで示す〕粉末、T
iと、Wと、Tiを除く元素周期律表の48および5a
族金属のうちの1種または2種以上との複合金属炭窒化
物固溶体(以下、(Ti、 W、 M)ONで示す)粉
末、さらに元素周期律表の4a、5a;および6a族の
金属粉末とほう素粉末、あるいはこれらの金属のほう化
物粉末、酸化マグネシウム(以下MgOで示す)粉末。
およびW粉末全用意し、これらの原料粉末全所定の配合
組成に配合し、以後通常の粉末冶金法により製造した1
重量係で(以下%は重量%を示)゛)、(Ti、W)C
Nおよび(Ti、W、M)ONのうちの1種葦たは2種
=lO〜65係、 元素周期律表の4a、5a、および6a族金属のほう化
物(以下、これらを総称して金属e1う化物という)の
うちの1種または2種以1 : 0.1〜5係、 MgO: 0.01〜1係。
組成に配合し、以後通常の粉末冶金法により製造した1
重量係で(以下%は重量%を示)゛)、(Ti、W)C
Nおよび(Ti、W、M)ONのうちの1種葦たは2種
=lO〜65係、 元素周期律表の4a、5a、および6a族金属のほう化
物(以下、これらを総称して金属e1う化物という)の
うちの1種または2種以1 : 0.1〜5係、 MgO: 0.01〜1係。
全含有し、残9がWと不可避不純物からなる組成を有す
るサーメットにおいては、焼結時に、MgOの大半が(
Ti、W ) ONおよび(Ti、 W、 M)CN中
のCと反応して、そのOik減少させることから、(T
i、W)C!Nおよび(Ti、 W、 M ) ONの
焼結性が向上し、また金属はう化物中のほう素あるいは
ほう素填体がW中に固溶する酸素、あるいは酸化皮膜中
の酸素と結合して揮発性のほう素酸化物全形成し、これ
を除去することからWの表面が活性化し、その焼結性が
一段と向上するようVCなるので、結合相形成成分とし
てのWのもつ特性と含まって、すぐれた靭i生、すなわ
ち耐衝撃性をもつよう1c7z、!7、さらに硬質相形
成成分としての(T1゜W )ON、 (Ti、 W、
M)ON、金属はう化物、νよびMgOによって高硬
度、すなわちすぐれた面l摩耗性と面j塑性変形性をも
つよう[なるという知見を得たのである。
るサーメットにおいては、焼結時に、MgOの大半が(
Ti、W ) ONおよび(Ti、 W、 M)CN中
のCと反応して、そのOik減少させることから、(T
i、W)C!Nおよび(Ti、 W、 M ) ONの
焼結性が向上し、また金属はう化物中のほう素あるいは
ほう素填体がW中に固溶する酸素、あるいは酸化皮膜中
の酸素と結合して揮発性のほう素酸化物全形成し、これ
を除去することからWの表面が活性化し、その焼結性が
一段と向上するようVCなるので、結合相形成成分とし
てのWのもつ特性と含まって、すぐれた靭i生、すなわ
ち耐衝撃性をもつよう1c7z、!7、さらに硬質相形
成成分としての(T1゜W )ON、 (Ti、 W、
M)ON、金属はう化物、νよびMgOによって高硬
度、すなわちすぐれた面l摩耗性と面j塑性変形性をも
つよう[なるという知見を得たのである。
この発明は、」1記知見にもとづいてなされたものであ
って、以下に成分組成を上記の通りに限定した理由全説
明する。
って、以下に成分組成を上記の通りに限定した理由全説
明する。
(a) (Ti、w)cNおよび(Ti、 W、 M)
CNこれらの成分は、主体硬質相形成成分であって。
CNこれらの成分は、主体硬質相形成成分であって。
サーメットの面1厘粍性および耐塑性変形性を向上させ
る作用をもつが、その含有量が10%未満でidW素地
中にスケルトン全形成することなく均一に分散してしま
って前記作用に所望の効果が得られず、一方65係を越
えて含有させると、相対的に素地を形成するW量が減少
し、靭性が劣化するようになることから、その含有G:
’r: 10〜65係と定めた。
る作用をもつが、その含有量が10%未満でidW素地
中にスケルトン全形成することなく均一に分散してしま
って前記作用に所望の効果が得られず、一方65係を越
えて含有させると、相対的に素地を形成するW量が減少
し、靭性が劣化するようになることから、その含有G:
’r: 10〜65係と定めた。
(b) 金属はう化物
これらの成分には、」1記の通り、焼結時にW中に固溶
する酸素、あるいはW表面に形成されている酸化皮膜中
の酸素と反応して揮発性のほう素酸化物を形成し1.こ
の結果W表面が活性イヒされることから、焼結性が一段
と向」ニし、サーメットにすぐれた靭性と耐衝撃性全付
与する作用があるほか、自身も硬質相を形成してサーメ
ットの硬さおよび耐摩耗性を向上させる作用があるが、
その含有hlが0.1%未満では前記作用に所望の効果
がi:)c)i″Lず、一方5%を越えて含有させると
、金属はう化物自体が著しく粒成長するようVCなって
靭性が低下するようになることから、その含有量k O
,1〜5係と定めた。
する酸素、あるいはW表面に形成されている酸化皮膜中
の酸素と反応して揮発性のほう素酸化物を形成し1.こ
の結果W表面が活性イヒされることから、焼結性が一段
と向」ニし、サーメットにすぐれた靭性と耐衝撃性全付
与する作用があるほか、自身も硬質相を形成してサーメ
ットの硬さおよび耐摩耗性を向上させる作用があるが、
その含有hlが0.1%未満では前記作用に所望の効果
がi:)c)i″Lず、一方5%を越えて含有させると
、金属はう化物自体が著しく粒成長するようVCなって
靭性が低下するようになることから、その含有量k O
,1〜5係と定めた。
(c) MgO
MgO成分には′、その大半が焼結時に(Ti、V/)
ONおよび(Ti、 W、 M)ON中のC成分と反応
して、仁れらの成分中のC瓜全減少させ、もってこれら
の成分の焼結性を向上せしめてサーメットvCjぐれた
靭性および耐衝撃性を付与せしめる作用があるほか、M
gO自身も(Ti、 W ) CNお」:び(T l
l WIM)ON粒子内およびこれらの粒子どWとの粒
界に硬質相形成成分として析出して、粒成長を抑制する
作用があるが、その含有量が0.01%未満では」1記
作用に所望の効果が得られず、一方1係を越えて含有さ
せると、サーメットの耐塑性変形性が低下するよう[な
ると共に、サーメット中に巣が形成され易くなって耐衝
撃性も劣化するようになることから、その含有ff1t
o、o1〜1係と定めた。
ONおよび(Ti、 W、 M)ON中のC成分と反応
して、仁れらの成分中のC瓜全減少させ、もってこれら
の成分の焼結性を向上せしめてサーメットvCjぐれた
靭性および耐衝撃性を付与せしめる作用があるほか、M
gO自身も(Ti、 W ) CNお」:び(T l
l WIM)ON粒子内およびこれらの粒子どWとの粒
界に硬質相形成成分として析出して、粒成長を抑制する
作用があるが、その含有量が0.01%未満では」1記
作用に所望の効果が得られず、一方1係を越えて含有さ
せると、サーメットの耐塑性変形性が低下するよう[な
ると共に、サーメット中に巣が形成され易くなって耐衝
撃性も劣化するようになることから、その含有ff1t
o、o1〜1係と定めた。
(a) wおよび不可避不純物
W成分は、その一部が硬質相に固溶するが、大部分に結
合相として存在して硬質相と強固に結合し、サーメット
にすぐれた靭性と面]衝撃性を付力する作用をもつもの
である。また不純物としてMO。
合相として存在して硬質相と強固に結合し、サーメット
にすぐれた靭性と面]衝撃性を付力する作用をもつもの
である。また不純物としてMO。
Or、 Fe、 Ni、 Co、 Re、 Pt、およ
びPdすどのうちの1種または2種以上を含有する場合
があるが、その含有量がそれぞれ1条以下であれば、サ
ーメット特性が何ら損なわれるものでにない。
びPdすどのうちの1種または2種以上を含有する場合
があるが、その含有量がそれぞれ1条以下であれば、サ
ーメット特性が何ら損なわれるものでにない。
つぎに、この発明のサーメット全実施例により具体的に
説明する。
説明する。
実施例 1
原料粉末として、いずれも平均粒径 15μm′f:有
する完全固溶体の(’ri、w)cNN粉末(Ti、W
。
する完全固溶体の(’ri、w)cNN粉末(Ti、W
。
Zr ) ON粉末、(Ti、 W、 Hf)ON粉末
、(Ti、W。
、(Ti、W。
V)ON粉末、(Ti、 W、 Nb)ON粉末、(T
i、W。
i、W。
Ta)aN粉末、および(Ti、 W、 Zr、 Ta
) C”N粉末、同じくいずれも1.2μmの平均粒
径含有するTiBz粉末、 ZrB2粉末、 HfB2
粉宋、’VB2粉末、 Ta132粉・末、 N1)B
2粉末、 OrB粉末、 MOB粉末、およびWB粉粉
末さらに平均粒径:0.8μmf有するMgO粉末と同
0.8μmのN粉末を用意し、これらの原料粉末全所定
の配合組成に配合し、ボールミル中にて72時時間式粉
砕混合し、乾燥した後、1tonの圧力にてプレス成形
して圧粉体とし、ついでとの圧粉体を圧力ニ I 00
torrO)窒素雰囲気中、1800〜2200℃の
範囲内の所定温度に1時間保持の条件で焼結することに
よって、それぞれ第1表に示される成分組成をもった本
発明サーメット1〜15および比較ツー−ノット1〜6
を製造した。
) C”N粉末、同じくいずれも1.2μmの平均粒
径含有するTiBz粉末、 ZrB2粉末、 HfB2
粉宋、’VB2粉末、 Ta132粉・末、 N1)B
2粉末、 OrB粉末、 MOB粉末、およびWB粉粉
末さらに平均粒径:0.8μmf有するMgO粉末と同
0.8μmのN粉末を用意し、これらの原料粉末全所定
の配合組成に配合し、ボールミル中にて72時時間式粉
砕混合し、乾燥した後、1tonの圧力にてプレス成形
して圧粉体とし、ついでとの圧粉体を圧力ニ I 00
torrO)窒素雰囲気中、1800〜2200℃の
範囲内の所定温度に1時間保持の条件で焼結することに
よって、それぞれ第1表に示される成分組成をもった本
発明サーメット1〜15および比較ツー−ノット1〜6
を製造した。
なお、比較サーメット1〜6は、いずれも構成成分のう
ちのいずれかの成分含有量〔第1表に※印奮イ」す〕が
この発明の範囲から外itた組成を有するものである。
ちのいずれかの成分含有量〔第1表に※印奮イ」す〕が
この発明の範囲から外itた組成を有するものである。
ついで、この結果得られた本発明ザーメノI−1〜15
および比較サーメット1〜6について、硬さくロックウ
ェル硬さ〕と抗折力を測定すると共17icjれよりJ
IS−8NP433の形状全もった切削ブーツブ全切出
−し。
および比較サーメット1〜6について、硬さくロックウ
ェル硬さ〕と抗折力を測定すると共17icjれよりJ
IS−8NP433の形状全もった切削ブーツブ全切出
−し。
被削gy3::rxs−8NcM−8C硬さ:H(12
(30ハ切削速度: I 8 G m/min。
(30ハ切削速度: I 8 G m/min。
送り: 0.3 am / rev、、切込み:2馴、
切削時間: 10 min、
の条件での高速連続切削試験、並びに、被削材: JI
S−8NCM−8(硬さ:HR290)。
S−8NCM−8(硬さ:HR290)。
切削速度:100m/醋、
送り:0.5覇/ rev、%
切込み:3叫、
切削時間:3Wun、
の条件での断続切削試験全行ない、上記高速連続切削試
験でに、切刃の逃は面摩耗幅およびすくい面摩耗深さを
測定し、また上記断続切削試験では10個の試験切刃の
うち、その刃先に欠損が発生した切刃数全測定した。こ
れらの測定結果を第1表に合せて示した。また、比較の
目的で% ISOのPLOグレードのWCC超超硬合金
製切削チップ以下従来チップ1という)、およびTie
−10係Mo−15係IJiの組成を有するTiC基ザ
ーノノト製切削チップ(以下従来切削チップ2という)
VCついても上記の切削条件で切削試験を行ない、この
結果も第1表に示した。
験でに、切刃の逃は面摩耗幅およびすくい面摩耗深さを
測定し、また上記断続切削試験では10個の試験切刃の
うち、その刃先に欠損が発生した切刃数全測定した。こ
れらの測定結果を第1表に合せて示した。また、比較の
目的で% ISOのPLOグレードのWCC超超硬合金
製切削チップ以下従来チップ1という)、およびTie
−10係Mo−15係IJiの組成を有するTiC基ザ
ーノノト製切削チップ(以下従来切削チップ2という)
VCついても上記の切削条件で切削試験を行ない、この
結果も第1表に示した。
第1表に示される結果から、本発明サーノノ)・1〜1
5は、いずれも高硬度および高靭性を有し。
5は、いずれも高硬度および高靭性を有し。
いずれの切削試験でもすぐれた11it HM’−粍性
および耐価繋性を示すのに対して、比較サーメット1〜
6に見られるようicb 構成成分のうちのいずれかの
成分含有用でもこの発明の範囲から外れると硬さおよび
靭性のうちの少なくともいずれかの特性が劣るようにな
り、かつ切削試験でも耐摩耗性(耐塑性変形性)および
耐衝撃性のうちの少なくともいずれかの特性が劣った結
果しか示すナいことが明らかである。さらに、従来切削
チップ1.2に、本発明サーメットに比して硬さおよび
靭性の劣るものであるために、切削試験でも1liJ
19を粍性および面1衝撃性の劣った結果しか示さlい
ことが明らかである。
および耐価繋性を示すのに対して、比較サーメット1〜
6に見られるようicb 構成成分のうちのいずれかの
成分含有用でもこの発明の範囲から外れると硬さおよび
靭性のうちの少なくともいずれかの特性が劣るようにな
り、かつ切削試験でも耐摩耗性(耐塑性変形性)および
耐衝撃性のうちの少なくともいずれかの特性が劣った結
果しか示すナいことが明らかである。さらに、従来切削
チップ1.2に、本発明サーメットに比して硬さおよび
靭性の劣るものであるために、切削試験でも1liJ
19を粍性および面1衝撃性の劣った結果しか示さlい
ことが明らかである。
」二連のように、この発明のサーメットは、高硬度およ
び高靭性を有し、かつ配摩粍196.耐塑性変形性、お
よび耐衝撃性にもすぐれているので、こわ、らの特性が
要求される鋼の高速切削や重切削などに切削工具とし−
C用いた場合にすぐf’した切削性能を示し、さらに熱
間圧延ロール、熱間線引ロール、熱間圧縮ダイス、熱間
鍛造ダイス、さらには熱間押出しバンチなどの比較的長
時間高温にさらさfLる熱間加工用工具として用いた場
合にもすぐれた性能を長期に亘って発揮するなど工業」
1有用な特性を有するのである。
び高靭性を有し、かつ配摩粍196.耐塑性変形性、お
よび耐衝撃性にもすぐれているので、こわ、らの特性が
要求される鋼の高速切削や重切削などに切削工具とし−
C用いた場合にすぐf’した切削性能を示し、さらに熱
間圧延ロール、熱間線引ロール、熱間圧縮ダイス、熱間
鍛造ダイス、さらには熱間押出しバンチなどの比較的長
時間高温にさらさfLる熱間加工用工具として用いた場
合にもすぐれた性能を長期に亘って発揮するなど工業」
1有用な特性を有するのである。
出願人 三菱金属株式会社
代理人 富 1)和 夫 外]名
Claims (1)
- (1) 硬質相形成成分として、 TiとWの複合金属
炭窒化物固溶体、およびT1と、Wとt Tj全除く元
素周期律表の4aおよび5a族金属のうちの1種または
2種以上との複合金属炭窒化物固溶体のいずれか一方、
または両方:10〜65係、同じく硬質相形成成分とし
て1元素周期律表の4、a、5a、および6a族金属の
ほう化物のうちの1種または2種以1 : 0.1〜5
幅、同じく硬質相形成成分として、酸化マグネ7ウム
0.Ol 〜 1 % 、 全含有し、残りが結合相形成成分としてのWと不可避不
純物からなる組成(以上型は係)を有することを特徴と
する切削工具および熱間加工工具用サーメット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17389783A JPS6056782B2 (ja) | 1983-09-20 | 1983-09-20 | 切削工具および熱間加工工具用サ−メツト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17389783A JPS6056782B2 (ja) | 1983-09-20 | 1983-09-20 | 切削工具および熱間加工工具用サ−メツト |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6067638A true JPS6067638A (ja) | 1985-04-18 |
| JPS6056782B2 JPS6056782B2 (ja) | 1985-12-11 |
Family
ID=15969110
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17389783A Expired JPS6056782B2 (ja) | 1983-09-20 | 1983-09-20 | 切削工具および熱間加工工具用サ−メツト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6056782B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63125682A (ja) * | 1986-11-14 | 1988-05-28 | Daido Steel Co Ltd | Cr含有鋼加工用工具 |
| JPH0230774A (ja) * | 1988-07-19 | 1990-02-01 | Daido Steel Co Ltd | Cr含有鋼を熱間加工するための加工用工具 |
| US4983079A (en) * | 1987-12-14 | 1991-01-08 | Mitsubishi Kinzoku Kabushiki Kaisha | Twist drill |
| US5230593A (en) * | 1987-12-14 | 1993-07-27 | Mitsubishi Kinzoku Kabushiki Kaisha | Twist drill |
-
1983
- 1983-09-20 JP JP17389783A patent/JPS6056782B2/ja not_active Expired
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63125682A (ja) * | 1986-11-14 | 1988-05-28 | Daido Steel Co Ltd | Cr含有鋼加工用工具 |
| US4983079A (en) * | 1987-12-14 | 1991-01-08 | Mitsubishi Kinzoku Kabushiki Kaisha | Twist drill |
| US5230593A (en) * | 1987-12-14 | 1993-07-27 | Mitsubishi Kinzoku Kabushiki Kaisha | Twist drill |
| JPH0230774A (ja) * | 1988-07-19 | 1990-02-01 | Daido Steel Co Ltd | Cr含有鋼を熱間加工するための加工用工具 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6056782B2 (ja) | 1985-12-11 |
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