JPS6289843A

JPS6289843A - 焼結工具鋼

Info

Publication number: JPS6289843A
Application number: JP22938885A
Authority: JP
Inventors: Nobuyasu Kawai; 河合　伸泰; Hiroshi Takigawa; 滝川　博; Minoru Hirano; 稔平野; Kiyomi Oe; 大江　清美; Muneaki Tezaki; 手崎　宗昭
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1985-10-14
Filing date: 1985-10-14
Publication date: 1987-04-24
Anticipated expiration: 2009-09-28
Also published as: JPH0676648B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、切削工具等の工具材料に供される焼結工具鋼
、特に硬度、耐摩耗性、靭性に優れた焼結高速度鋼に関
する。

（従来の技術とその問題点）従来、高硬度（ＩｒＲ０６５〜７０）の高速度鋼として
、Ａｌ５Ｉ　Ｍ４０シリーズが開発されてきた。該Ｍ４
０シリーズの高速度鋼は硬度を向上させるため、ＣＯを
５重量％（以下重電％を％と略記する）以上添加しかつ
Ｃ量を高めるとともに、靭性低下を防止すところが上記
Ｍ４０ンリーズの高速度鋼は溶解法で製造されるため、
炭化物の偏析が生じやすく、熱処理条件ら厳しいものと
なる。又、Ｖ量が少ないため、摩損性が低下する問題も
ある。

又従来、粉末冶金法により製造される高速度鋼として、
硬度、耐摩耗性を向上さけるため、ＭＯｌＷ、Ｃｏ５Ｃ
，Ｎ等の添加量を高めて高合金化した溶湯をガスアトマ
イズ法によりアトマイズして高速度銅粉末を作成し、得
られた粉末を熱間静水圧処理により固化してなるものが
知られている。

ところか、上記ガスアトマイズ法による高速度鋼におい
ては、各成分の添加量の調整に限界があり、その限界を
越えると良好なアトマイズが行えなくなるという問題が
ある。例えば該高速度鋼にＴｉを添加する場合、その添
加量は２％が限度であり、２％を越えると、仮に真空溶
解を行ったとしてもＣ○反応によりバブリングか生じて
溶湯の粘性が低下し、アトマイズが不可能になる。又、
■についても［５％以上添加すると大気溶解の場合１＋
Ｕ　箇にねｌしｌ＝　　１−　　？Ｎ　マ　ｋづ）　フ
１ｈゼコぐ〒１台仁ン−す？１　　゛市゛に又、■を７
．５％以上添加すると、アトマイズは行えても粉末中の
炭化物が巨大となる。一方、上記の不具合が生じない程
度にＶ量を減少させれば、充分な硬度、耐摩耗性は得ら
れない。

この問題点を解消するため、酸化物粉末をＨ７及びＣに
より共還元した後炭化物粉末、窒化物粉末を混合し、そ
の混合体を粉砕して得た粉末を成形、焼結してなるもの
が知られている。この焼結高速度鋼は各成分の含有量の
調整を比較的容易に行えるという利点を有する。しかし
ながら、上記共還元法による焼結高速度鋼には、酸化物
粉末として添加したＭｏ、Ｗ、Ｃｒ、Ｖ等が炭化した際
に、炭化物が凝集して靭性が低下するという問題がある
。

（問題点を解決するための手段及び効果）本発明者は鋭
意研究の結果、工具鋼に適量の窒化ほう素（ＢＮ）を含
有させることにより、上記の不具合を解消して硬度、耐
摩耗性、靭性を改善させうろことを見い出した。

上記の知見に基づき本発明に係る工具鋼は微粒化した工
ｎ鋼板粉末に１３Ｎ粉末を添加して混合した後、混合体
を焼結して製造される。この焼結工具鋼の密度比は好ま
しくは９９％以上とする。

良好な硬度、耐摩耗性、靭性を得るためには、上記ＢＮ
粉末の添加量は０３〜２５％の範囲とすることが好まし
い。この範囲内でＢＮ扮末の添加量を増加させれば、硬
度及び耐摩耗性は向上し、逆に靭性は低下する。従って
、用途に応じた硬度、耐摩耗性、靭性が得られるように
ＢＮ粉末の添加量が選定すれば良い。

又、アトマイズにより得られる工具鋼粉末を粒径が約３
５０メツシュ以下でかつ平均粒径が約３０μｍ以下とな
る程度に微粒化すれば、ＢＮ粉末の添加量として上記範
囲からいずれの値を選定しても、常に工具鋼粉末にＢＮ
粉末を充分均一に分散させることができ、それにより高
性能の工具鋼を提供することができる。

上記ＢＮには結晶構造により、ｈ−ＢＮ（六方晶系ＢＮ
）、貰−ＢＮ（ウルツァイト型Ｂ　Ｎ　）及びＣ−ＢＮ
（立方晶系Ｂ　Ｎ　）があるが、本発明において工具銅
粉末に添加するＢＮとしては、ｃＢＮ粉末、ｗＢＮ粉末
及びｃ−Ｂ’Ｎとｗ−ＢＮの２相焼結粉末のいずれかを
使用することができる。

なお、上記工具鋼は、Ｃ，Ｃｒ、ＷＳＭｏ、■、Ｇｏ等
を含有することができ、その場合の各成分の好ましい含
有量を以下に示す。

Ｃ：０．５〜３％Ｃｒ・２〜３０＄Ｗ：０又は０．１〜３０％Ｍｏ：０又は０．１〜２０％Ｖ　：０．５〜７．５％Ｃｏ：０又は０．１〜２０％（実施例）Ｃ１，３％、Ｍｎ０．３１％、Ｓ　ｉｏ、２９％、Ｐｏ
、０２３％、Ｓ　Ｏ，０１４％、Ｃｒ３．９３％、Ｍｏ
５．１４％、Ｗ６．３０％、Ｖ　２．９５％、Ｃｏ７．
９９％残部Ｆｅの溶湯をガスアトマイズして平均粒径１
９．０μｍの高速度鋼粉末を作成した。該高速度鋼粉末
に平均粒径２０μｍのｃ−ＢＮ粉末を０〜２７％添加し
て混合した。引続き、温度１１１１１１１’ｆ’　−口
：　−ｈ　Ｑｎｎａ＋ｍ−ｙｓ　ｋ口目ａ％　＋しＥ　
ｂｎ　ｎ■（ＴＪ　　Ｔ　　Ｄ　Ｓ　Ｌ施して焼結し、
供試材を作成した。

第１図にｃＢＮ粉末の添加量を５％とした場合の供試材
の顕微鏡組織（ｘ　１００倍）を示す。同図から明らか
なように、高速度鋼粉末を微粒化することにより、ＢＮ
が組織内で均一に分散している。

上記供試材に１１９０℃−３分間の油焼入後、５４０°
Ｃ−１，５時間の空冷を行う熱処理を３回操り返し、こ
のような熱処理後に供試材の硬度を測定した。

第２図にその結果を示す。同図から明らかなように、ｃ
−ＢＮ粉末の添加量が増加するにつれて硬度は向上して
いる。

又、上記熱処理後に供試材の抗折力を測定した結果を第
３図に示す。同図から明らかなように、ｃ−ＢＮ粉末の
添加量が増加するにつれて抗折力つまり靭性は低下する
。特にｃ−１３Ｎ粉末の添加量が２５％以上になると、
ＢＮの凝集が著しくなって抗折力が急激に低下する。

上記熱処理後に大越式摩耗試験法により供試材の耐摩耗
性を調査した結果を第４図に示す。但し、当該試験の相
手材は９０Ｍ４１５、最終荷重は６．３ｋｇ、摩耗距離
は４００ｍ、摩耗速度はＯＪｍ／ｓｅｃとし、無潤滑で
試験を行った。同図から明らかなように、ｃ−ＢＮ粉末
の添加量が増すにつれて比摩耗量が減少し、従って耐摩
耗性が向上する。特にｃ−ＢＮ粉末の添加量が０．３％
以上程度となると、耐摩耗性が急激に高くなる。

以上ではｃ−ＢＮ粉末を添加した場合の測定結果につい
て述べたが、平均粒径１９μｍのｖｔ−ＢＮ粉末を５％
添加した場合の各特性の測定結果を第２図〜第４図中に
×印で示す。第２図〜第４図かられかるように、ｗ−Ｂ
Ｎ粉末を５％添加した際の各特性はｃ−ＢＮ粉末を等量
添加した際の各特性とほぼ等しくなる。なお、上記実施
例では高速度鋼粉末をガスアトマイズ法により作成した
が、それに代えて超高圧水アトマイズ法により作成して
も良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による焼結高速度鋼の金属組織を示す図
面代用写真、第２図は本発明による焼結高速度鋼における熱処理後の
硬度とＢＮ粉末添加量との関係を示すグラフ、第３図は本発明による焼結高速度鋼における熱処理後の
抗折ツノとＢＮ粉末添加量との関係を示すグラフ、第４図は本発明による焼結高速度鋼における熱処理後の
比摩耗量とＢＮ粉末添加量との関係を示すグラフである
。特許出願人　株式会社　神戸製鋼折代　理　人　弁理士　前出　葆　ばか１名第１図第４図８Ｎ土た米除刀口重（重量うち）第２図８Ｎ粉末添加量（重量％）第３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）粒径約３５０メッシュ以下に、かつ平均粒径約３
０μｍ以下に微粒化した工具鋼粉末に窒化ほう素粉末を
０．３〜２５．０重量％添加し、その混合体を焼結した
ことを特徴とする焼結工具鋼。