JPS6335705B2 - - Google Patents
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- JPS6335705B2 JPS6335705B2 JP5110181A JP5110181A JPS6335705B2 JP S6335705 B2 JPS6335705 B2 JP S6335705B2 JP 5110181 A JP5110181 A JP 5110181A JP 5110181 A JP5110181 A JP 5110181A JP S6335705 B2 JPS6335705 B2 JP S6335705B2
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Description
本発明は難削材加工用工具に用いる焼結硬質合
金に関する。 従来、難削材といわれている被削材にはTi合
金、Ni基超合金、Co基超合金などがある。Ti合
金は高温強度が高く、熱伝導率が低いため切削時
に刃先の温度が上昇し、寿命の低下を来たし、ま
たNi基超合金、Co基超合金についても、高温で
の強度が高く熱伝導率が低いため刃先の温度が上
昇し、しかも、炭化物や窒化物といつた硬い物質
を含むので刃先摩耗は大きくなる。このような理
由で、Ti合金、Ni基超合金。Co基超合金は低速
でしかも低送り、小切込みの加工が避けられず非
常に生産性が低い。 このような難削材の加工に際し、加工精度、被
削物の表面粗度を悪くせずにしかも生産性を高め
るためには、切削速度を大きくでき、しかもフラ
イス切削、エンドミル切削のような断続切削にも
使用できる工具の開発が必要となる。この目的の
ため、従来はWC基超硬合金、TiC基サーメツト、
Al2O3基セラミツク等が用いられているが、WC
基超硬合金では溶着し易く、また切削速度も大き
くできないという欠点があり、TiC基サーメツト
やAl2O3基セラミツクでは耐チツピング性、耐熱
衝撃性に劣るという欠点があつた。 本発明者らは上記のような欠点がなく難削材加
工に適した組成の合金の開発に努力した結果、
TiC、TiN−TaC、NbC−WC、Mo2C系の３元
系合金を主体とする焼結合金がこの目的にかなう
ものであることを発見して本発明に到達した。 まず本発明者らは、工具刃先の耐チツピング
性、耐熱衝撃性の観点から焼結合金中に結合金属
は不可欠と考え、その必要量を検討した結果、結
合金属は少なくとも容積で１％以上は必要との結
論を得た。１％未満では耐チツピング性、耐熱衝
撃性に十分なものが得られない。更に結合金属が
容積で５％を超えると、難削材加工時の耐摩耗性
が著しく劣化することが判明した。このことか
ら、結合金属は容積で１％以上、５％以下とする
必要があると結論された。 しかし上記組成とするのみでは難削材加工に際
し十分な耐摩耗性は得られず、次に硬質相の粒径
についての検討を行つた。その結果、硬質相の平
均粒径を1μm以下とすることによつて初めて満足
のいく耐摩耗性を発揮することが確認された。周
知の如く、焼結硬質合金において硬質相の粒径は
小さいほど硬さが増す。すなわち、硬質相の平均
粒径が1μm以下になつて、はじめて難削材加工に
適した硬さを達成できたものである。更に硬質相
平均粒径について0.15μmのものまで試作したが、
特に不都合は認められなかつた。 本発明者らは上記の知見に基いて、硬質相の組
成の検討を行いTiC、TiN−TaC、NbC−WC、
Mo2C系の硬質相が特に優れ、中でも第１図の
XYZ内の組成とすると難削材加工に際し卓越し
た性能を示すことを発見して本発明に到達したも
のである。 すなわち、本発明の目的は難削材の加工に適し
た焼結硬質合金を提供することにあり、その目的
はTiC（および／またはTiN）−TaC（および／ま
たはNbC）−WC（および／またはMo2C）の３元
状態図を示す第１図においてXYZ内の組成から
なり、平均粒径が1μm以下の硬質相が容積で95％
以上、99％以下であり、結合金属として鉄族金属
を容積で１％以上５％以下含む難削材加工用焼結
合金により達成することができる。 なお、第１図中Ｘ，Ｙ，Ｚの組成は次の通りで
ある。
金に関する。 従来、難削材といわれている被削材にはTi合
金、Ni基超合金、Co基超合金などがある。Ti合
金は高温強度が高く、熱伝導率が低いため切削時
に刃先の温度が上昇し、寿命の低下を来たし、ま
たNi基超合金、Co基超合金についても、高温で
の強度が高く熱伝導率が低いため刃先の温度が上
昇し、しかも、炭化物や窒化物といつた硬い物質
を含むので刃先摩耗は大きくなる。このような理
由で、Ti合金、Ni基超合金。Co基超合金は低速
でしかも低送り、小切込みの加工が避けられず非
常に生産性が低い。 このような難削材の加工に際し、加工精度、被
削物の表面粗度を悪くせずにしかも生産性を高め
るためには、切削速度を大きくでき、しかもフラ
イス切削、エンドミル切削のような断続切削にも
使用できる工具の開発が必要となる。この目的の
ため、従来はWC基超硬合金、TiC基サーメツト、
Al2O3基セラミツク等が用いられているが、WC
基超硬合金では溶着し易く、また切削速度も大き
くできないという欠点があり、TiC基サーメツト
やAl2O3基セラミツクでは耐チツピング性、耐熱
衝撃性に劣るという欠点があつた。 本発明者らは上記のような欠点がなく難削材加
工に適した組成の合金の開発に努力した結果、
TiC、TiN−TaC、NbC−WC、Mo2C系の３元
系合金を主体とする焼結合金がこの目的にかなう
ものであることを発見して本発明に到達した。 まず本発明者らは、工具刃先の耐チツピング
性、耐熱衝撃性の観点から焼結合金中に結合金属
は不可欠と考え、その必要量を検討した結果、結
合金属は少なくとも容積で１％以上は必要との結
論を得た。１％未満では耐チツピング性、耐熱衝
撃性に十分なものが得られない。更に結合金属が
容積で５％を超えると、難削材加工時の耐摩耗性
が著しく劣化することが判明した。このことか
ら、結合金属は容積で１％以上、５％以下とする
必要があると結論された。 しかし上記組成とするのみでは難削材加工に際
し十分な耐摩耗性は得られず、次に硬質相の粒径
についての検討を行つた。その結果、硬質相の平
均粒径を1μm以下とすることによつて初めて満足
のいく耐摩耗性を発揮することが確認された。周
知の如く、焼結硬質合金において硬質相の粒径は
小さいほど硬さが増す。すなわち、硬質相の平均
粒径が1μm以下になつて、はじめて難削材加工に
適した硬さを達成できたものである。更に硬質相
平均粒径について0.15μmのものまで試作したが、
特に不都合は認められなかつた。 本発明者らは上記の知見に基いて、硬質相の組
成の検討を行いTiC、TiN−TaC、NbC−WC、
Mo2C系の硬質相が特に優れ、中でも第１図の
XYZ内の組成とすると難削材加工に際し卓越し
た性能を示すことを発見して本発明に到達したも
のである。 すなわち、本発明の目的は難削材の加工に適し
た焼結硬質合金を提供することにあり、その目的
はTiC（および／またはTiN）−TaC（および／ま
たはNbC）−WC（および／またはMo2C）の３元
状態図を示す第１図においてXYZ内の組成から
なり、平均粒径が1μm以下の硬質相が容積で95％
以上、99％以下であり、結合金属として鉄族金属
を容積で１％以上５％以下含む難削材加工用焼結
合金により達成することができる。 なお、第１図中Ｘ，Ｙ，Ｚの組成は次の通りで
ある。
【表】
添付の図面の３元状態図において、XYZ内の
組成とはTiCおよび／またはTiN50〜85モル％、
WCおよび／またはMo2C15〜50モル％、および
TaCおよび／またはNbC0〜35モル％であること
を意味する。本発明が特にこのように限定した理
由は次の通りである。TiCおよび／またはTiNが
50モル％未満であると耐摩耗性、耐溶着性に低下
を来たし、85モル％を超えると耐チツピング性、
刃立性が悪くなる。またWCおよび／または
Mo2Cが15モル％未満であると、チツピングし易
くなり、50モル％を超えると、耐摩耗性が低下し
てしまう。さらにTaCおよび／またはNbCが35
モル％を超えると、耐摩耗性が低下する。 上記硬質相は容積％で95％以上99％以下を占
め、結合金属であるFe族金属は容積％で１％以
上５％以下とするが、硬質相が95％未満であり、
結合金属が５％を超えると耐摩耗性が著るしく低
下し、硬質相が99％を越え、結合金属が１％未満
になると靭性の劣化が著しい。更に、硬質相の粒
度が1μm以上になると耐チツピング性、刃立性に
劣るとともに十分な耐摩耗性を発揮できないので
1μm以下にする必要がある。本発明の合金を調製
するには、常法にしたがつて対応の成分を混合、
粉砕、成形、焼結すればよいが、焼結時は窒素雰
囲気として窒素分圧を１〜500Torrに保持すると
脱窒がなく焼結が安定に行なわれるので好まし
い。 以下実施例により本発明をさらに詳細に説明す
る。 実施例 １ 第１表に示した配合組成のものを、TiC−Ni
−Mo製のボールを用い18−８ステンレス製ポツ
トによりアセトンを加え、96時間湿式ボールミル
処理した。この混合粉末にカンフアーを加え、２
トン／cm2で型押した。この型押体を窒素分圧
（PN2）、5Torrで1400℃、１時間焼成して合金を
作成した。得られた合金の機械的特性値を第１表
に示してある。表の下にはTi合金、Ni基合金、
Co基合金を切削した場合の切削試験の結果を示
す。これより本合金は比較合金に比べ優れている
ことがわかる。
組成とはTiCおよび／またはTiN50〜85モル％、
WCおよび／またはMo2C15〜50モル％、および
TaCおよび／またはNbC0〜35モル％であること
を意味する。本発明が特にこのように限定した理
由は次の通りである。TiCおよび／またはTiNが
50モル％未満であると耐摩耗性、耐溶着性に低下
を来たし、85モル％を超えると耐チツピング性、
刃立性が悪くなる。またWCおよび／または
Mo2Cが15モル％未満であると、チツピングし易
くなり、50モル％を超えると、耐摩耗性が低下し
てしまう。さらにTaCおよび／またはNbCが35
モル％を超えると、耐摩耗性が低下する。 上記硬質相は容積％で95％以上99％以下を占
め、結合金属であるFe族金属は容積％で１％以
上５％以下とするが、硬質相が95％未満であり、
結合金属が５％を超えると耐摩耗性が著るしく低
下し、硬質相が99％を越え、結合金属が１％未満
になると靭性の劣化が著しい。更に、硬質相の粒
度が1μm以上になると耐チツピング性、刃立性に
劣るとともに十分な耐摩耗性を発揮できないので
1μm以下にする必要がある。本発明の合金を調製
するには、常法にしたがつて対応の成分を混合、
粉砕、成形、焼結すればよいが、焼結時は窒素雰
囲気として窒素分圧を１〜500Torrに保持すると
脱窒がなく焼結が安定に行なわれるので好まし
い。 以下実施例により本発明をさらに詳細に説明す
る。 実施例 １ 第１表に示した配合組成のものを、TiC−Ni
−Mo製のボールを用い18−８ステンレス製ポツ
トによりアセトンを加え、96時間湿式ボールミル
処理した。この混合粉末にカンフアーを加え、２
トン／cm2で型押した。この型押体を窒素分圧
（PN2）、5Torrで1400℃、１時間焼成して合金を
作成した。得られた合金の機械的特性値を第１表
に示してある。表の下にはTi合金、Ni基合金、
Co基合金を切削した場合の切削試験の結果を示
す。これより本合金は比較合金に比べ優れている
ことがわかる。
【表】
切削試験１
被削材 ；Ti合金（Ti−6Al−4V）
切削速度 ；60m／min
切り込み量；0.5mm
送り量 ；0.20mm／reV
切削時間 ；30秒
第１表中の本発明合金Ａ、Ｂ、Ｃと比較合金Ｈ
を上記の条件で切削したところ、Ａ、Ｂ、Ｃの
VB摩耗量は0.15mm、Ｈは0.30mmで溶着量も非常に
多かつた。 切削試験２ 被削材 ；Co基合金（Ｓ 816） 切削速度 ；40m／min 切り込み量；0.5mm 送り量 ；0.20mm／reV 切削時間 ；30秒 第１表中の本発明合金Ｆ、Ｇと比較合金Ｋを上
記の条件で切削したところ、Ｆ、ＧのVB摩耗量
は0.10mmであつたのに対し、Ｋは0.25mmであつ
た。 切削試験３ 被削材 ；Ni基合金（InConel−Ｘ） 切削速度 ；30m／min 切り込み量；0.5mm 送り量 ；0.20mm／reV 切削時間 ；30秒 第１表中の本発明合金Ｄ、Ｅと比較合金Ｉ、Ｊ
を上記の条件で切削したところ、Ｄ、ＥのVB摩
耗量は0.17mmであつたのに対し、Ｉは0.3mmであ
り、Ｊは10秒で切削不能になつた。 実施例 ２ 第２表に示した配合組成のものを、TiC−Ni
−Mo製のボールを用い、18−８ステンレス製ポ
ツトによつてアセトンを加え、96時間湿式ボール
ミル処理した。この混合粉末にカンフアーを加
え、２トン／cm2で型押した。この型押体を1400℃
１時間真空焼結（真空度10-3Torr）を行ない合
金を作成した。得られた合金の機械的特性値を第
２表に示してある。切削試験は実施例１と同様に
実施した。
を上記の条件で切削したところ、Ａ、Ｂ、Ｃの
VB摩耗量は0.15mm、Ｈは0.30mmで溶着量も非常に
多かつた。 切削試験２ 被削材 ；Co基合金（Ｓ 816） 切削速度 ；40m／min 切り込み量；0.5mm 送り量 ；0.20mm／reV 切削時間 ；30秒 第１表中の本発明合金Ｆ、Ｇと比較合金Ｋを上
記の条件で切削したところ、Ｆ、ＧのVB摩耗量
は0.10mmであつたのに対し、Ｋは0.25mmであつ
た。 切削試験３ 被削材 ；Ni基合金（InConel−Ｘ） 切削速度 ；30m／min 切り込み量；0.5mm 送り量 ；0.20mm／reV 切削時間 ；30秒 第１表中の本発明合金Ｄ、Ｅと比較合金Ｉ、Ｊ
を上記の条件で切削したところ、Ｄ、ＥのVB摩
耗量は0.17mmであつたのに対し、Ｉは0.3mmであ
り、Ｊは10秒で切削不能になつた。 実施例 ２ 第２表に示した配合組成のものを、TiC−Ni
−Mo製のボールを用い、18−８ステンレス製ポ
ツトによつてアセトンを加え、96時間湿式ボール
ミル処理した。この混合粉末にカンフアーを加
え、２トン／cm2で型押した。この型押体を1400℃
１時間真空焼結（真空度10-3Torr）を行ない合
金を作成した。得られた合金の機械的特性値を第
２表に示してある。切削試験は実施例１と同様に
実施した。
【表】
切削試験１
第２表中の本発明合金Ｌ、Ｍと比較合金Ｒを切
削したところ、Ｌ、ＭのVB摩耗量は0.20mmであつ
たのに対し、Ｒは0.30mmであつた。 切削試験２ 第２表中の本発明合金Ｎ、Ｏと比較合金Ｔを切
削したところ、Ｎ、ＯのVB摩耗量は0.15mmであつ
たのに対し、Ｔは0.35mmであつた。 切削試験３ 第３表中の本発明合金Ｐ、Ｑと比較合金Ｓを切
削したところ、Ｐ、ＱのVB摩耗量は0.17mmであつ
たのに対し、Ｓは0.30mmであつた。
削したところ、Ｌ、ＭのVB摩耗量は0.20mmであつ
たのに対し、Ｒは0.30mmであつた。 切削試験２ 第２表中の本発明合金Ｎ、Ｏと比較合金Ｔを切
削したところ、Ｎ、ＯのVB摩耗量は0.15mmであつ
たのに対し、Ｔは0.35mmであつた。 切削試験３ 第３表中の本発明合金Ｐ、Ｑと比較合金Ｓを切
削したところ、Ｐ、ＱのVB摩耗量は0.17mmであつ
たのに対し、Ｓは0.30mmであつた。
第１図はTiC（および／又はTiN）−TaC（およ
び／又はNbC）−WC（および／又はMo2C）の３
元状態図である。
び／又はNbC）−WC（および／又はMo2C）の３
元状態図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ TiC（および／またはTiN）−TaC（および／
またはNbC）−WC（および／またはMo2C）の３
元状態図を示す第１図において、XYZ内組成か
らなり、平均粒径1μm以下の硬質相を容積で95％
以上、99％以下と、結合金属として鉄族金属を容
積で１％以上、５％以下含むことを特徴とする難
削材加工用焼結硬質合金。 たゞし、上記第１図のXYZの組成は次の通り
である（モル％）： 【表】
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5110181A JPS57169058A (en) | 1981-04-07 | 1981-04-07 | Sintered hard alloy for working of hard to machine material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5110181A JPS57169058A (en) | 1981-04-07 | 1981-04-07 | Sintered hard alloy for working of hard to machine material |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57169058A JPS57169058A (en) | 1982-10-18 |
| JPS6335705B2 true JPS6335705B2 (ja) | 1988-07-15 |
Family
ID=12877411
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5110181A Granted JPS57169058A (en) | 1981-04-07 | 1981-04-07 | Sintered hard alloy for working of hard to machine material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57169058A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01252401A (ja) * | 1988-03-30 | 1989-10-09 | Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co Ltd | ゴミ箱 |
| JPH03223001A (ja) * | 1990-01-24 | 1991-10-02 | Takagi Ind Co Ltd | ごみ処理手段を有する台所用流し台 |
| CN112853141A (zh) * | 2020-12-29 | 2021-05-28 | 中北大学 | 一种硬质合金材料的加工工艺 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0617533B2 (ja) * | 1986-11-17 | 1994-03-09 | 日本特殊陶業株式会社 | 切削工具用サ−メツトチツプ |
| JPH0635625B2 (ja) * | 1987-02-20 | 1994-05-11 | 吉田工業株式会社 | 耐摩耗性窒化チタン系サーメットの製造方法 |
| CN109852864A (zh) * | 2019-01-18 | 2019-06-07 | 株洲金佰利硬质合金有限公司 | 一种非均匀组织结构合金 |
-
1981
- 1981-04-07 JP JP5110181A patent/JPS57169058A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01252401A (ja) * | 1988-03-30 | 1989-10-09 | Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co Ltd | ゴミ箱 |
| JPH03223001A (ja) * | 1990-01-24 | 1991-10-02 | Takagi Ind Co Ltd | ごみ処理手段を有する台所用流し台 |
| CN112853141A (zh) * | 2020-12-29 | 2021-05-28 | 中北大学 | 一种硬质合金材料的加工工艺 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57169058A (en) | 1982-10-18 |
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