JPS6338501A - 複合超硬合金及びその製造方法 - Google Patents
複合超硬合金及びその製造方法Info
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- JPS6338501A JPS6338501A JP18267586A JP18267586A JPS6338501A JP S6338501 A JPS6338501 A JP S6338501A JP 18267586 A JP18267586 A JP 18267586A JP 18267586 A JP18267586 A JP 18267586A JP S6338501 A JPS6338501 A JP S6338501A
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- cemented carbide
- alloy
- hard phase
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、ドリル、研削機の刃先などに好適の複合超硬
合金及びその製造方法に関する。
合金及びその製造方法に関する。
通常、超硬合金は、タングステン炭化物を主体とする硬
質相と、金属コバルト等の鉄族元素を主体とする結合相
とから構成され、各相の微粉末を混合して成形し、高温
炉中で焼結して製造される。
質相と、金属コバルト等の鉄族元素を主体とする結合相
とから構成され、各相の微粉末を混合して成形し、高温
炉中で焼結して製造される。
製品の表面硬度は、構成する硬質相の平均粒径に依存し
、これが１μｍ以下になると硬度が顕若に上界し、微粒
超硬合金として近年注目されている。
、これが１μｍ以下になると硬度が顕若に上界し、微粒
超硬合金として近年注目されている。
しかし微粒超硬合金においては、曲げ強度や耐衝撃性に
劣るという欠点がある。また、微粒超硬合金粉末は、そ
の製造工程において取扱いが芹しく、さらに、吸湿しや
すいために成分コン１０−ルも困難になる上、焼結中に
選択的な粒粗大化が起こって、特性値のバラツキを生じ
やすい。従って、微粒超硬合金は、その硬度における有
利性にも拘らず強度と製造工程の管理及び製造コストに
５に点があるために、その用途も極小径トリルや（瓜小
径杯などに限定されているのが現状である。焼結前の成
形にあたっては従来プレス成形や押出し成形が行なわれ
ているが、この場合得られる製品形状は単一断面の一次
元的伸張形に限られ、複雑形状のものは作りにくい。こ
のような形状選択の自由度の低さも、用途限定の原因に
なっていた。
劣るという欠点がある。また、微粒超硬合金粉末は、そ
の製造工程において取扱いが芹しく、さらに、吸湿しや
すいために成分コン１０−ルも困難になる上、焼結中に
選択的な粒粗大化が起こって、特性値のバラツキを生じ
やすい。従って、微粒超硬合金は、その硬度における有
利性にも拘らず強度と製造工程の管理及び製造コストに
５に点があるために、その用途も極小径トリルや（瓜小
径杯などに限定されているのが現状である。焼結前の成
形にあたっては従来プレス成形や押出し成形が行なわれ
ているが、この場合得られる製品形状は単一断面の一次
元的伸張形に限られ、複雑形状のものは作りにくい。こ
のような形状選択の自由度の低さも、用途限定の原因に
なっていた。
本発明は、上記のような微粒超硬合金の強度や耐衝撃性
を改善し、製造コストの低減と製品形状選択の自由度の
増加をも副次的に得ようとするものである。
を改善し、製造コストの低減と製品形状選択の自由度の
増加をも副次的に得ようとするものである。
本発明は、硬度に優る微粒硬質相の超硬合金を表面構成
部材とし、これに強度に優る通常超硬合金の主要構成部
材を一体焼結した複合超硬合金材料を提供するものであ
り、これにより強度上、コスト上の問題を解消した。こ
こに、微粒超硬合金の表面部材は、その硬質相が粒径１
μｍ以下のタングステン炭化物又はそれに他の金属炭化
物或いは金属窒化物の一種又は二種以上を含むものであ
り、その結合相は、コバルト又は他の鉄族元素の一種又
は二種以上から成る。主構成部材の元素成分は表面部材
と同じであるが、硬質相の平均粒径は、通常得られる１
μｍをこえるものでよい。
部材とし、これに強度に優る通常超硬合金の主要構成部
材を一体焼結した複合超硬合金材料を提供するものであ
り、これにより強度上、コスト上の問題を解消した。こ
こに、微粒超硬合金の表面部材は、その硬質相が粒径１
μｍ以下のタングステン炭化物又はそれに他の金属炭化
物或いは金属窒化物の一種又は二種以上を含むものであ
り、その結合相は、コバルト又は他の鉄族元素の一種又
は二種以上から成る。主構成部材の元素成分は表面部材
と同じであるが、硬質相の平均粒径は、通常得られる１
μｍをこえるものでよい。
微粒超硬合金の表面部材と、通常超硬合金の主部材との
接合においては、本発明ではろう付けや溶接などの後加
工によらず、両部材と密着成形後、同時焼結させる方法
をとる。各部材成分の成形にあたっては、プレス成形や
押出し成形の替わりに、プラスチックの成形方法に広く
用いられている射出成形を応用する。射出成形を可能に
するためには、まず各部材成分の粉末に流動性を持たせ
るためパラフィンワックスを５．０〜５．４重量％加え
て、これを混練、ペレット状に造粒し、その後表面部材
又は主部材のいずれか一方を最終形状に応じて選んだ金
型に射出成形する。射出条件は、温度８０〜１２０℃、
圧力１０００〜１５００ｋｇ／ｍとする。第一部材の成
形後、これを別の金型に埋め込み、残りの部材を射出成
形する。このような二重成形法によって両部材の一体化
した複合成形体が得られるが、これに３００℃近傍での
脱脂工程、１４００℃近傍での焼結工程を経て、最終加
工を行ない、複合超硬合金を得る。
接合においては、本発明ではろう付けや溶接などの後加
工によらず、両部材と密着成形後、同時焼結させる方法
をとる。各部材成分の成形にあたっては、プレス成形や
押出し成形の替わりに、プラスチックの成形方法に広く
用いられている射出成形を応用する。射出成形を可能に
するためには、まず各部材成分の粉末に流動性を持たせ
るためパラフィンワックスを５．０〜５．４重量％加え
て、これを混練、ペレット状に造粒し、その後表面部材
又は主部材のいずれか一方を最終形状に応じて選んだ金
型に射出成形する。射出条件は、温度８０〜１２０℃、
圧力１０００〜１５００ｋｇ／ｍとする。第一部材の成
形後、これを別の金型に埋め込み、残りの部材を射出成
形する。このような二重成形法によって両部材の一体化
した複合成形体が得られるが、これに３００℃近傍での
脱脂工程、１４００℃近傍での焼結工程を経て、最終加
工を行ない、複合超硬合金を得る。
以上の工程を経て得られた複合超硬合金においては、画
構成部材が同時に焼結されているため界面の強度も充分
に強く、界面での割れや破断の心配はない。また、射出
成形法を用いて成形するため、その金型を適宜変えるこ
とにより、比較的複雑形状の製品にも応用できる。°超
硬合金においては、表面硬度が要求される緒特性の中で
もっとも重要であるが、かかる複合超硬合金の表面硬度
は、微粒超硬合金のそれと同等であり、通常超硬合金と
の一体化により靭性も向上するため折れや破壊にも強い
。また、微粒超硬合金部材は少量の使用で済むので製造
コストが低下し、総合的に既存の超硬合金よりはるかに
優る特性及び経済性が得られる。
構成部材が同時に焼結されているため界面の強度も充分
に強く、界面での割れや破断の心配はない。また、射出
成形法を用いて成形するため、その金型を適宜変えるこ
とにより、比較的複雑形状の製品にも応用できる。°超
硬合金においては、表面硬度が要求される緒特性の中で
もっとも重要であるが、かかる複合超硬合金の表面硬度
は、微粒超硬合金のそれと同等であり、通常超硬合金と
の一体化により靭性も向上するため折れや破壊にも強い
。また、微粒超硬合金部材は少量の使用で済むので製造
コストが低下し、総合的に既存の超硬合金よりはるかに
優る特性及び経済性が得られる。
本発明の実施例について以下説明する。
爽立皿土
寸法５ ｓｍ Ｘ ５ ｓｍ Ｘ ４０ ｍの棒状複合
超硬合金の製造の実際と、この試験片を用いて機械的特
性値の評価を行なった結果を以下に示す。
超硬合金の製造の実際と、この試験片を用いて機械的特
性値の評価を行なった結果を以下に示す。
まず微粒合金部材には、平均粒径０．６μｍのタングス
テン炭化物粉末に、所定重量％のＣｏ粉末と、粒の粗大
化防止の、ために１重量％のバナジウム粉末を加え、ボ
ールミルにて湿式粉砕混合した。これにパラフィンワッ
クスを５．０〜５．４重缶％加え、１００℃で混練後、
ペレット状に造粒する。通常合金粉末ｍには、平均粒径
５μｍのタングステン炭化物粉末に所定型１％のＣｏ粉
末を加え、ボールミルにて湿式粉砕混合した後、パラフ
ィンワックスを５．０〜５．４重量％加えて１００℃で
混練し、ペレット状に造粒した。これらのペレットを、
射出成形機を用いて二重成形するのであるが、まず微粒
合金部分のペレットを角型の金型に温度１００℃、射出
圧力１２００ ｋｇ／龍”で射出した。次に底深の同型
角型の金型に移し、その上に通常合金粉末のペレットを
、同様の射出条件で射出成形した。得られた複合成形体
を３００℃に保持して脱脂を行ない、１４００℃（±２
０℃）の高温焼結炉で焼結させた後、表面研削を施して
棒状複合超硬合金を製造した。得られた試験片の微粒合
金部及び通常合金部の厚さは、それぞれ２１１及び３ｕ
である。
テン炭化物粉末に、所定重量％のＣｏ粉末と、粒の粗大
化防止の、ために１重量％のバナジウム粉末を加え、ボ
ールミルにて湿式粉砕混合した。これにパラフィンワッ
クスを５．０〜５．４重缶％加え、１００℃で混練後、
ペレット状に造粒する。通常合金粉末ｍには、平均粒径
５μｍのタングステン炭化物粉末に所定型１％のＣｏ粉
末を加え、ボールミルにて湿式粉砕混合した後、パラフ
ィンワックスを５．０〜５．４重量％加えて１００℃で
混練し、ペレット状に造粒した。これらのペレットを、
射出成形機を用いて二重成形するのであるが、まず微粒
合金部分のペレットを角型の金型に温度１００℃、射出
圧力１２００ ｋｇ／龍”で射出した。次に底深の同型
角型の金型に移し、その上に通常合金粉末のペレットを
、同様の射出条件で射出成形した。得られた複合成形体
を３００℃に保持して脱脂を行ない、１４００℃（±２
０℃）の高温焼結炉で焼結させた後、表面研削を施して
棒状複合超硬合金を製造した。得られた試験片の微粒合
金部及び通常合金部の厚さは、それぞれ２１１及び３ｕ
である。
これを試験片として行なった機械試験の結果を、従来の
通常超硬合金及び微粒超硬合金に比較して第１表に示す
。ここに、硬度測定は、微粒合金表面にて行ない、曲げ
強度は微粒合金面を上面とした３点曲げ測定により、衝
撃強度は、微粒合金面を前面としてシャルピー衝撃試験
により、それぞれ評価した。
通常超硬合金及び微粒超硬合金に比較して第１表に示す
。ここに、硬度測定は、微粒合金表面にて行ない、曲げ
強度は微粒合金面を上面とした３点曲げ測定により、衝
撃強度は、微粒合金面を前面としてシャルピー衝撃試験
により、それぞれ評価した。
第１表
１．２は、それぞれ通常合金及び微粒合金単相材料の同
一寸法の試験片に対する特性値であり、３〜５は、全体
の４０％を微粒合金とした本発明による複合超硬合金の
特性値である。本発明合金は、通常合金に比べて硬度に
有意な向上が見られる一方、微粒合金よりも曲げ強度及
び衝撃強度に優れており、かつ経済的には格段に優位で
ある。
一寸法の試験片に対する特性値であり、３〜５は、全体
の４０％を微粒合金とした本発明による複合超硬合金の
特性値である。本発明合金は、通常合金に比べて硬度に
有意な向上が見られる一方、微粒合金よりも曲げ強度及
び衝撃強度に優れており、かつ経済的には格段に優位で
ある。
災脩勇１
複合超硬合金を用いて切削刃を以下の様に製造した。ま
ず平均粒径０．６μｍのタングステン炭化物粉末に、１
５重撥％のＣｏ粉末及び、粒粗大化防止のため１重量％
のバナジウム炭化物粉末を加え、ボールミルにて湿式中
で粉砕混合したものと、平均粒径５μｍのタングステン
炭化物粉末に１０重量％のＣｏ粉末を加え、ボールミル
にて湿式粉砕混合したものを、それぞれ用意した。これ
らにパラフィンワックスを５．４重量％加えて１００℃
で混練し、それぞれペレッ、ト状に造粒後、まず微粒タ
ングステン粉末を用いたペレットを凹型の孔をもつ金型
に、温度１００℃、圧力１３００ｋｇ／ｃ己で射出成形
し、次にこれを別の金型に設置して、その上に通常粒合
金のペレットを同条件で射出成形し、複合化した。この
成形体に、３００℃における脱脂、仮焼結、加工、最終
焼結を加え、最終加工で刃付けをして、第１図に示すよ
うな断面形状の焼結棒を得た。本発明品の切削性能は、
全体を微粒合金で作られたものと比較し、変わらなかっ
た。また製造コストは約１０％減少した。
ず平均粒径０．６μｍのタングステン炭化物粉末に、１
５重撥％のＣｏ粉末及び、粒粗大化防止のため１重量％
のバナジウム炭化物粉末を加え、ボールミルにて湿式中
で粉砕混合したものと、平均粒径５μｍのタングステン
炭化物粉末に１０重量％のＣｏ粉末を加え、ボールミル
にて湿式粉砕混合したものを、それぞれ用意した。これ
らにパラフィンワックスを５．４重量％加えて１００℃
で混練し、それぞれペレッ、ト状に造粒後、まず微粒タ
ングステン粉末を用いたペレットを凹型の孔をもつ金型
に、温度１００℃、圧力１３００ｋｇ／ｃ己で射出成形
し、次にこれを別の金型に設置して、その上に通常粒合
金のペレットを同条件で射出成形し、複合化した。この
成形体に、３００℃における脱脂、仮焼結、加工、最終
焼結を加え、最終加工で刃付けをして、第１図に示すよ
うな断面形状の焼結棒を得た。本発明品の切削性能は、
全体を微粒合金で作られたものと比較し、変わらなかっ
た。また製造コストは約１０％減少した。
以上のように、本発明により従来より安いコストで、微
粒超硬合金と同等の硬度を持ち、且つ強度や衝撃性に優
れる超硬合金を製造することができた。また本発明によ
れば成形時の金型の選択により比較的複雑な形状のもの
を製造することができる。
粒超硬合金と同等の硬度を持ち、且つ強度や衝撃性に優
れる超硬合金を製造することができた。また本発明によ
れば成形時の金型の選択により比較的複雑な形状のもの
を製造することができる。
第１図は実施例２で得られた成形体の縦断面図である。
特許出願人 住友金屈鉱山株式会社
第１図
Claims (2)
- （１）硬質相の平均粒度が１μｍをこえる通常超硬合金
主部材の表面に、硬質相の平均粒度が１μｍ以下の微粒
超硬合金部材が一体焼結されてなる複合超硬合金。 - （２）平均粒径が１μｍをこえる硬質相粉と鉄族元素か
らなる結合相粉をワックスと混練した通常超硬合金ペレ
ットと、平均粒径が１μｍ以下の硬質相粉と鉄族元素か
らなる結合相粉をワックスと混練した微粒超硬合金ペレ
ットの、何れか一方を先に射出成形した後連続して他方
のペレットを射出成形し、該複合成形体を脱脂後焼結す
ることを特徴とする複合超硬合金の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18267586A JPS6338501A (ja) | 1986-08-05 | 1986-08-05 | 複合超硬合金及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18267586A JPS6338501A (ja) | 1986-08-05 | 1986-08-05 | 複合超硬合金及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6338501A true JPS6338501A (ja) | 1988-02-19 |
Family
ID=16122467
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18267586A Pending JPS6338501A (ja) | 1986-08-05 | 1986-08-05 | 複合超硬合金及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6338501A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4971485A (en) * | 1989-01-26 | 1990-11-20 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Cemented carbide drill |
| US5137398A (en) * | 1990-04-27 | 1992-08-11 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Drill bit having a diamond-coated sintered body |
| US5154549A (en) * | 1990-02-05 | 1992-10-13 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Throw-away tipped drill bit |
| US5154550A (en) * | 1990-02-20 | 1992-10-13 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Throw-away tipped drill bit |
| US5228812A (en) * | 1989-12-25 | 1993-07-20 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Throw-away tipped drill |
| DE102004034164B4 (de) * | 2003-07-17 | 2007-07-19 | Advics Co., Ltd., Kariya | Beweglicher Kern eines Solenoidventils mit Ventilstange sowie Verfahren zu dessen Herstellung |
| JP2007522339A (ja) * | 2003-12-15 | 2007-08-09 | サンドビック インテレクチュアル プロパティー アクティエボラーグ | 採鉱及び構造物適用の超硬合金工具、及びその製造方法 |
-
1986
- 1986-08-05 JP JP18267586A patent/JPS6338501A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4971485A (en) * | 1989-01-26 | 1990-11-20 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Cemented carbide drill |
| US5228812A (en) * | 1989-12-25 | 1993-07-20 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Throw-away tipped drill |
| US5154549A (en) * | 1990-02-05 | 1992-10-13 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Throw-away tipped drill bit |
| US5154550A (en) * | 1990-02-20 | 1992-10-13 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Throw-away tipped drill bit |
| US5137398A (en) * | 1990-04-27 | 1992-08-11 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Drill bit having a diamond-coated sintered body |
| DE102004034164B4 (de) * | 2003-07-17 | 2007-07-19 | Advics Co., Ltd., Kariya | Beweglicher Kern eines Solenoidventils mit Ventilstange sowie Verfahren zu dessen Herstellung |
| JP2007522339A (ja) * | 2003-12-15 | 2007-08-09 | サンドビック インテレクチュアル プロパティー アクティエボラーグ | 採鉱及び構造物適用の超硬合金工具、及びその製造方法 |
| JP2013014846A (ja) * | 2003-12-15 | 2013-01-24 | Sandvik Intellectual Property Ab | 採鉱及び構造物適用の超硬合金工具、及びその製造方法 |
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