JPS5917176B2 - 硬化表層を有する焼結硬質合金 - Google Patents
硬化表層を有する焼結硬質合金Info
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- JPS5917176B2 JPS5917176B2 JP4766578A JP4766578A JPS5917176B2 JP S5917176 B2 JPS5917176 B2 JP S5917176B2 JP 4766578 A JP4766578 A JP 4766578A JP 4766578 A JP4766578 A JP 4766578A JP S5917176 B2 JPS5917176 B2 JP S5917176B2
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- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、特にすぐれた耐摩耗性および耐塑性変形性
を有する焼結硬質合金に関するものである。
を有する焼結硬質合金に関するものである。
従来、一般に焼結硬質合金は、
(a) 炭化タングステン(以下WCで示す)を主成
分として含有するWCC超超硬合金 (b) 炭化チタン(以下TiCで示す)、窒化チタ
ン(以下TiNで示す)、あるいは炭窒化チタン(以下
T1CNで示す)を主成分として含有するサーメット、 (c) 酸化アルミニウム(以下Al2O3で示す)
を主成分として含有するセラミックス、 に大別されてきたー これら従来焼結硬質合金のうちで、セラミックスは、こ
れを切削工具として使用した場合、靭性の点で上記WC
C超超硬合金よびサーメットに比して劣るため、Al2
O3のもつすぐれた耐熱性、耐酸化性、および耐溶着性
を十分に生かしきれず、したがってごく一部の限られた
分野で実用されているにすぎない。
分として含有するWCC超超硬合金 (b) 炭化チタン(以下TiCで示す)、窒化チタ
ン(以下TiNで示す)、あるいは炭窒化チタン(以下
T1CNで示す)を主成分として含有するサーメット、 (c) 酸化アルミニウム(以下Al2O3で示す)
を主成分として含有するセラミックス、 に大別されてきたー これら従来焼結硬質合金のうちで、セラミックスは、こ
れを切削工具として使用した場合、靭性の点で上記WC
C超超硬合金よびサーメットに比して劣るため、Al2
O3のもつすぐれた耐熱性、耐酸化性、および耐溶着性
を十分に生かしきれず、したがってごく一部の限られた
分野で実用されているにすぎない。
また、上記サーメットにおいては、TiCを主成分とす
るものが大半を占めているが、TiCはWCに比して靭
性および耐塑性変形性が劣るために、このTiC基サー
メットを負荷の大きい断続切削や高硬度被剛材の切削に
使用した場合には、欠損や塑性変形を起しやすいという
問題点があり、このようなことから、TiC基サーメッ
トの靭性を改良するために、種々の炭化物や窒化物を添
加することが検討され、これら成分の添加によって前記
TiC基サーメットの靭性はある程度改善されたが耐摩
耗性および耐塑性変形性の面では十分な改善がなされて
いないのが現状である。
るものが大半を占めているが、TiCはWCに比して靭
性および耐塑性変形性が劣るために、このTiC基サー
メットを負荷の大きい断続切削や高硬度被剛材の切削に
使用した場合には、欠損や塑性変形を起しやすいという
問題点があり、このようなことから、TiC基サーメッ
トの靭性を改良するために、種々の炭化物や窒化物を添
加することが検討され、これら成分の添加によって前記
TiC基サーメットの靭性はある程度改善されたが耐摩
耗性および耐塑性変形性の面では十分な改善がなされて
いないのが現状である。
一方、WCC超超硬合金、靭性面で上記サーメットに比
してすぐれているが、耐摩耗性では劣るので、このWC
C超超硬合金高速切削に使用すると、前記サーメットに
比して著しく劣った切削性能を示す。
してすぐれているが、耐摩耗性では劣るので、このWC
C超超硬合金高速切削に使用すると、前記サーメットに
比して著しく劣った切削性能を示す。
このように上記WCC超超硬合金よびサーメットには、
それぞれ一長一短があり、いずれも十分に汎用性に富ん
だ材料とはいえず、特に比較的硬度の高い被削材の切削
や、負荷の大きい重切削に使用した場合には、その切刃
が著しく摩耗したり、塑性変形を起したりすることが多
く発生した。
それぞれ一長一短があり、いずれも十分に汎用性に富ん
だ材料とはいえず、特に比較的硬度の高い被削材の切削
や、負荷の大きい重切削に使用した場合には、その切刃
が著しく摩耗したり、塑性変形を起したりすることが多
く発生した。
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、上記の
従来サーメットおよびWCC超超硬合金比して、著しく
改善された耐摩耗性と耐塑性変形性とを有する焼結硬質
合金を得べく研究を行なった結果、 (a) 硬質相形成成分としての周期律表の4aおよ
び5a族金属の窒化物、複合窒化物、炭窒化物、および
複合炭窒化物、並びに同4aおよび5a族金属と同6a
族金属の複合炭窒化物からなる群のうちの1種または2
種以上の原料粉末と、結合相形成成分としての鉄族金属
のうちの1種または2種以上の原料粉末とからなる圧粉
体を、COやCH4などの炭化水素などを含有する浸炭
ガス雰囲気中で、液相が出現する温度以下に加熱し、引
続いて真空焼結すると、この結果ボア(小孔)がなく、
シかも表面に向って連続的に高くなる硬さ分布を有した
硬化表層が形成された焼結硬質合金が得られ、前記焼結
硬質合金はすぐれた耐摩耗性および耐塑性変形性を有す
ること。
従来サーメットおよびWCC超超硬合金比して、著しく
改善された耐摩耗性と耐塑性変形性とを有する焼結硬質
合金を得べく研究を行なった結果、 (a) 硬質相形成成分としての周期律表の4aおよ
び5a族金属の窒化物、複合窒化物、炭窒化物、および
複合炭窒化物、並びに同4aおよび5a族金属と同6a
族金属の複合炭窒化物からなる群のうちの1種または2
種以上の原料粉末と、結合相形成成分としての鉄族金属
のうちの1種または2種以上の原料粉末とからなる圧粉
体を、COやCH4などの炭化水素などを含有する浸炭
ガス雰囲気中で、液相が出現する温度以下に加熱し、引
続いて真空焼結すると、この結果ボア(小孔)がなく、
シかも表面に向って連続的に高くなる硬さ分布を有した
硬化表層が形成された焼結硬質合金が得られ、前記焼結
硬質合金はすぐれた耐摩耗性および耐塑性変形性を有す
ること。
(b) 上記(a)項における焼結硬質合金に、周期
律表の4a、5aおよび6a族の金属の炭化物および複
合炭化物からなる群のうちの1種または2種以上を硬質
相形成成分として含有させると、前記焼結硬質合金にお
ける硬化表層の厚みおよび硬さを調整することができる
こと。
律表の4a、5aおよび6a族の金属の炭化物および複
合炭化物からなる群のうちの1種または2種以上を硬質
相形成成分として含有させると、前記焼結硬質合金にお
ける硬化表層の厚みおよび硬さを調整することができる
こと。
(c) 上言αω項および(b)項に示される焼結硬
質合金の結合相に、Cr族金属(Cr、MoおよびWを
いう)のうちの1種または2種以上を含有させると、鉄
族金属からなる結合相中に前記Cr族金属が固溶して合
金の高温度強度が一層向上するようになると共に、焼結
時における硬質相とのぬれ性がさらに向上するようにな
ること。
質合金の結合相に、Cr族金属(Cr、MoおよびWを
いう)のうちの1種または2種以上を含有させると、鉄
族金属からなる結合相中に前記Cr族金属が固溶して合
金の高温度強度が一層向上するようになると共に、焼結
時における硬質相とのぬれ性がさらに向上するようにな
ること。
(d) 上記a)項、(b)項、および(c)項に示
される焼結硬質合金の結合相に、Alを含有させると、
前記結合相には微細なAAの金属間化合物が形成し、前
記焼結硬質合金における硬化表層の高温強度が一層向上
するようになること。
される焼結硬質合金の結合相に、Alを含有させると、
前記結合相には微細なAAの金属間化合物が形成し、前
記焼結硬質合金における硬化表層の高温強度が一層向上
するようになること。
以上(a)〜(d)項に示される知見を得たのである。
したがって、この発明は上記知見にもとづいてなされた
ものであって、焼結硬質合金を、(a) 硬質相形成
成分として、周期律表の4a、5a。
ものであって、焼結硬質合金を、(a) 硬質相形成
成分として、周期律表の4a、5a。
および6a族の金属の炭化物および複合炭化物からなる
群のうちの1種または2種以上(以下硬化表層調整成分
という):10〜85.5%、(b) 同じく硬質相
形成成分として、周期律表の43および5a族金属の窒
化物、複合窒化物、炭窒化物、および複合炭窒化物、並
びに同4aおよび5a族金属と同6a族金属の複合炭窒
化物からなる群のうちの1種または2種以上(以下硬化
表層形成成分という):9.5〜85%、を含有し、さ
らに必要に応じて、 (c) 結合相形成成分として、Cr族金属のうちの
1種または2種以上:1−15%、 (d) 同じく結合相形成成分として、A7:0.0
5〜5%、 以上Cおよびdのうちの1種または2種を含有し、 (e) 残りが結合相形成成分としての鉄族金属のう
ちの1種または2種以上と不可避不純物からなり、かつ
、 硬質相:50〜95%、 結合相: 5〜50%、 からなる組成(以上容量%)で構成し、しかも前記焼結
硬質合金は、iの表面から最大深さ1mmまで内部に向
って連続的に低くなる硬さ分布を有すると共に、内部硬
さに対して表面硬さが5〜30%高い硬質表層をもつこ
とに特徴を有するものである。
群のうちの1種または2種以上(以下硬化表層調整成分
という):10〜85.5%、(b) 同じく硬質相
形成成分として、周期律表の43および5a族金属の窒
化物、複合窒化物、炭窒化物、および複合炭窒化物、並
びに同4aおよび5a族金属と同6a族金属の複合炭窒
化物からなる群のうちの1種または2種以上(以下硬化
表層形成成分という):9.5〜85%、を含有し、さ
らに必要に応じて、 (c) 結合相形成成分として、Cr族金属のうちの
1種または2種以上:1−15%、 (d) 同じく結合相形成成分として、A7:0.0
5〜5%、 以上Cおよびdのうちの1種または2種を含有し、 (e) 残りが結合相形成成分としての鉄族金属のう
ちの1種または2種以上と不可避不純物からなり、かつ
、 硬質相:50〜95%、 結合相: 5〜50%、 からなる組成(以上容量%)で構成し、しかも前記焼結
硬質合金は、iの表面から最大深さ1mmまで内部に向
って連続的に低くなる硬さ分布を有すると共に、内部硬
さに対して表面硬さが5〜30%高い硬質表層をもつこ
とに特徴を有するものである。
ついで、この発明の焼結硬質合金をこおいて、上述のよ
うに数値限定した理由を説明する。
うに数値限定した理由を説明する。
(a) 硬質相および結合相の含有量
硬質相の含有量が50容量%未満では、相対的に結合相
の含有量が50容量%を越えて多くなるため、合金の耐
摩耗性、耐塑性変形性が劣化するようになり、一方硬質
相の含有量が95容量%を越えて多くなると、相対的に
結合相の含有量が5容量%未満となり、合金の靭性が著
しく低くなることから、硬質相の含有量を50〜95容
量%および結合相の含有量を5〜50容量%とそれぞれ
定めた。
の含有量が50容量%を越えて多くなるため、合金の耐
摩耗性、耐塑性変形性が劣化するようになり、一方硬質
相の含有量が95容量%を越えて多くなると、相対的に
結合相の含有量が5容量%未満となり、合金の靭性が著
しく低くなることから、硬質相の含有量を50〜95容
量%および結合相の含有量を5〜50容量%とそれぞれ
定めた。
(b) 硬化表層調整成分および硬化表層形成成分の
含有量 硬化表層調整成分の含有量が10容量%未満では、相対
的に硬化表層形成成分の含有量が85容量%を越えて多
くなりすぎ、硬化表層の厚みが1韻を越えて厚くなり、
合金の靭性が劣化するようになり、一方硬化表層調整成
分の含有量が85.5容量%を越えると相対的に硬化表
層形成成分の含有量が9.5%未満と少なくなりすぎ、
硬化表層を形成するのが困難となることから、硬化表層
調整成分の含有量を10〜85.5容量%、硬化表層形
成成分の含有量を9.5〜85容量%と定めた。
含有量 硬化表層調整成分の含有量が10容量%未満では、相対
的に硬化表層形成成分の含有量が85容量%を越えて多
くなりすぎ、硬化表層の厚みが1韻を越えて厚くなり、
合金の靭性が劣化するようになり、一方硬化表層調整成
分の含有量が85.5容量%を越えると相対的に硬化表
層形成成分の含有量が9.5%未満と少なくなりすぎ、
硬化表層を形成するのが困難となることから、硬化表層
調整成分の含有量を10〜85.5容量%、硬化表層形
成成分の含有量を9.5〜85容量%と定めた。
(e)Cr族金属の含有量
その含有量が1容量%未満では、所望の高温強度改善効
果および硬質相とのぬれ性改善効果を確保することがで
きず、一方15容量%を越えて含有させると、合金の靭
性が低下するようになることから、その含有量を1〜1
5容量%と定めた。
果および硬質相とのぬれ性改善効果を確保することがで
きず、一方15容量%を越えて含有させると、合金の靭
性が低下するようになることから、その含有量を1〜1
5容量%と定めた。
(d)AAの含有量
その含有量が0.05容量%未満では所望の高温強度が
得られず、一方5容量%を越えて含有させると、例えば
NiTi (Al)などの脆化相が析出するようになっ
て合金の靭性が低下することから、その含有量を0.0
5〜5容量%と定めた。
得られず、一方5容量%を越えて含有させると、例えば
NiTi (Al)などの脆化相が析出するようになっ
て合金の靭性が低下することから、その含有量を0.0
5〜5容量%と定めた。
(e) 硬化表層の厚さ
硬化表層を1間を越えて厚くすると靭性が低下し、これ
を切刃として適用した場合、欠損を起しやすくなること
から、その厚さをl i7+!以下と定めた。
を切刃として適用した場合、欠損を起しやすくなること
から、その厚さをl i7+!以下と定めた。
(f) 硬化表層の表面硬さ
合金内部硬さに対する表面硬さの硬化度が5%未満の硬
さ分布では、所望の耐摩耗性および耐塑性変形性を合金
に付与することができず、一方同じく表面硬さの硬化度
が合金内部硬さに比して30%を越えて高くなると、合
金を切刃として使用した場合、欠損を起しやすくなるこ
とから、表面硬さを合金の内部硬さに比して5〜30%
高い硬さに定めた。
さ分布では、所望の耐摩耗性および耐塑性変形性を合金
に付与することができず、一方同じく表面硬さの硬化度
が合金内部硬さに比して30%を越えて高くなると、合
金を切刃として使用した場合、欠損を起しやすくなるこ
とから、表面硬さを合金の内部硬さに比して5〜30%
高い硬さに定めた。
つぎに、この発明の焼結硬質合金を実施例により説明す
る。
る。
実施例 l
原料粉末として、
平均粒径:1.0μmのTiC粉末、
同1.2μmのTaC粉末、
同1.2μmのWC粉末、
同1.0μmのTiN粉末、
平均粒径:1.5μmのZrN粉末、
同0.6μmのMo粉末、
同1.0μmのW粉末、
同1.0μmのNi粉末、
同1.2μmのCo粉末、
を使用し、これらの原料粉末を第1表に示される配合組
成に配合し、この配合粉末をボールミル中で粉砕混合し
、ついでこの混合粉末より圧粉体をプレス成形し、前記
圧粉体を圧カニ1100m1HのCOガス雰囲気中で温
度1250℃に加熱し、引続いて真空度:1σ21nr
ILHgの真空中で、温度1450℃に1時間保持して
焼結することによって実質的に配合組成と同一の成分組
成をもった本発明焼結硬質合金(以下本発明合金という
)1〜3と、比較焼結硬質合金(以下比較合金という)
1とをそれぞれ製造した。
成に配合し、この配合粉末をボールミル中で粉砕混合し
、ついでこの混合粉末より圧粉体をプレス成形し、前記
圧粉体を圧カニ1100m1HのCOガス雰囲気中で温
度1250℃に加熱し、引続いて真空度:1σ21nr
ILHgの真空中で、温度1450℃に1時間保持して
焼結することによって実質的に配合組成と同一の成分組
成をもった本発明焼結硬質合金(以下本発明合金という
)1〜3と、比較焼結硬質合金(以下比較合金という)
1とをそれぞれ製造した。
なお、比較合金lは硬化表層調整成分が本発明範囲から
外れた含有量のものである。
外れた含有量のものである。
また比較の目的で、同じく第1表に示される配合組成に
配合し、混合し、プレス成形した圧粉体を、真空度0.
5mmHgの真空中、温度1450℃に1時間保持して
焼結することによって硬化表層を有しない比較合金2を
製造した。
配合し、混合し、プレス成形した圧粉体を、真空度0.
5mmHgの真空中、温度1450℃に1時間保持して
焼結することによって硬化表層を有しない比較合金2を
製造した。
ついで、上記本発明合金1〜3、比較合金1〜2、およ
び従来切削工具用材料として知られている硬化表層を有
しない市販のTiC基サーメット(以下従来合金1とい
う)から、Cl5(超硬工具協会規格)・SNMN43
2に則した形状の切削試験用チップをそれぞれ製作し、 被削材:JIS −8NCM−8(硬さHB:270)
、チップホーニング:0.1mm。
び従来切削工具用材料として知られている硬化表層を有
しない市販のTiC基サーメット(以下従来合金1とい
う)から、Cl5(超硬工具協会規格)・SNMN43
2に則した形状の切削試験用チップをそれぞれ製作し、 被削材:JIS −8NCM−8(硬さHB:270)
、チップホーニング:0.1mm。
切削速度: 200 m/mi!L。
送り: 0.4mm1rev、、
切込み=1.5朋、
切削時間: 5. amin。
の条件で連続切削試験を行ない、試験切刃の逃げ面最大
摩耗幅を測定した。
摩耗幅を測定した。
この結果を第2表に示したが、第2表には硬化表層の平
均厚みおよび硬さ分布、並びに合金の内部硬さを示すと
共に、内部硬さに対する表面硬さの硬化率をそれぞれ合
せて示した。
均厚みおよび硬さ分布、並びに合金の内部硬さを示すと
共に、内部硬さに対する表面硬さの硬化率をそれぞれ合
せて示した。
また、第1図に、本発明合金1、比較合金1、および比
較合金2に関して、硬さ分布態様を示した。
較合金2に関して、硬さ分布態様を示した。
第2表および第1図に示される結果から明らかなように
、この発明で定めた硬化表層を有する本発明合金1〜3
は、いずれも比較合金1.2および従来合金1に比して
すぐれた連続切削特性を示し、高い耐摩耗性と耐塑性変
形性をもつどとが確認された。
、この発明で定めた硬化表層を有する本発明合金1〜3
は、いずれも比較合金1.2および従来合金1に比して
すぐれた連続切削特性を示し、高い耐摩耗性と耐塑性変
形性をもつどとが確認された。
実施例 2
原料粉末として、
平均粒径1.5μmの(Ti、Mo)CN粉末(TiN
/Mo2C=20重量%/80重量%)、平均粒径1.
5μmの(Ti 、Nb)CN粉末(TiN/NbC=
50重量%150重量%)、 同1.2μmのWC粉末およびCo粉末、同1.5μm
のZrC粉末およびFe粉末、同2.0μmのVC粉末
、 同0.6μmのMO@末、 同1.0μmのW 粉末、Cr粉末、およびNi粉末、 を使用し、これらの原料粉末を第3表に示される配合組
成に配合し、ついで実施例1におけると同様に圧粉体を
成形し、前記圧粉体を、CH4: 0.217m1tt
とH2: 1.01J /mixからなる混合ガスの流
通下で温度1250℃まで加熱し、引続いて真空度10
−10−271Lの真空中で温度1400°Cに1時間
保持して焼結することによって実質的に配合組成と同一
の成分組成をもった本発明合金4〜6を製造した。
/Mo2C=20重量%/80重量%)、平均粒径1.
5μmの(Ti 、Nb)CN粉末(TiN/NbC=
50重量%150重量%)、 同1.2μmのWC粉末およびCo粉末、同1.5μm
のZrC粉末およびFe粉末、同2.0μmのVC粉末
、 同0.6μmのMO@末、 同1.0μmのW 粉末、Cr粉末、およびNi粉末、 を使用し、これらの原料粉末を第3表に示される配合組
成に配合し、ついで実施例1におけると同様に圧粉体を
成形し、前記圧粉体を、CH4: 0.217m1tt
とH2: 1.01J /mixからなる混合ガスの流
通下で温度1250℃まで加熱し、引続いて真空度10
−10−271Lの真空中で温度1400°Cに1時間
保持して焼結することによって実質的に配合組成と同一
の成分組成をもった本発明合金4〜6を製造した。
また比較の目的で、上記焼結条件を変えることによって
成分組成は本発明に定めた成分組成をもつが、硬化表層
の深さが本発明範囲から外れて深い比較合金3、および
同じく成分組成は本発明範囲内にあるが、硬化表層の表
面硬さの硬化率が本発明範囲を越えて硬い比較合金4を
製造した1ついで、本発明合金4〜6、比較合金3,4
、および従来切削工具用材料として知られている硬化表
層を有しない超硬合金P20(以下従来合金2という)
より、実施例1におけると同条件で切削試験用チップを
製作し、 被削材:JIS−8NCM−8(硬さHB:270)チ
ップホーニング: 0.03mm。
成分組成は本発明に定めた成分組成をもつが、硬化表層
の深さが本発明範囲から外れて深い比較合金3、および
同じく成分組成は本発明範囲内にあるが、硬化表層の表
面硬さの硬化率が本発明範囲を越えて硬い比較合金4を
製造した1ついで、本発明合金4〜6、比較合金3,4
、および従来切削工具用材料として知られている硬化表
層を有しない超硬合金P20(以下従来合金2という)
より、実施例1におけると同条件で切削試験用チップを
製作し、 被削材:JIS−8NCM−8(硬さHB:270)チ
ップホーニング: 0.03mm。
切削速度:150m/mへ
送り: 0.4mm/rev、、
場1 切込み:1.5mm。
場1 切込み:1.5mm。
切削時間: i omiyt。
の条件で連続切削試験を行ない、実施例1におけると同
様に切刃の逃げ面最大摩耗幅を測定した。
様に切刃の逃げ面最大摩耗幅を測定した。
この結果を硬化表層の態様とともに第4表に示した。
また第2図に本発明合金4および比較合金34の硬さ分
布態様を示した。
布態様を示した。
第4表に示されるように、本発明合金4〜6は硬化表層
の平均厚みおよび硬化率がそれぞれ本発明に定めた範囲
から外れているために、切刃欠損を起して逃げ面最大摩
耗幅の測定が不可能となった比較合金3,4、およd従
来合金(P2O)に比して、きわめてすぐれた切削特性
、すなわちすぐれた耐摩耗性および耐塑性変形性を有す
ることが明らかである。
の平均厚みおよび硬化率がそれぞれ本発明に定めた範囲
から外れているために、切刃欠損を起して逃げ面最大摩
耗幅の測定が不可能となった比較合金3,4、およd従
来合金(P2O)に比して、きわめてすぐれた切削特性
、すなわちすぐれた耐摩耗性および耐塑性変形性を有す
ることが明らかである。
実施例 3
原料粉末として、
平径粒径1.2μmの(Ti、W)CN粉末(TiN/
WC=30重量%/70重量%)、 同1.2μmのWC粉末、TaC粉末、およびC。
WC=30重量%/70重量%)、 同1.2μmのWC粉末、TaC粉末、およびC。
粉末を使用し、これらの原料粉末を第5表に示される配
合組成に配合し、実施例1におけると同様に粉砕混合し
、プレス成形し、ついでこの結果得られた圧粉体を、圧
力20miHgのCH4ガス雰囲気中で温度1250°
Cに加熱し、引続いて真空度10−’mmHgの真空中
、温度1400°Cに1時間保持して焼結することによ
って実質的に配合組成と同一の成分組成をもった本発明
合金7〜9と比較合金5をそれぞれ製造した。
合組成に配合し、実施例1におけると同様に粉砕混合し
、プレス成形し、ついでこの結果得られた圧粉体を、圧
力20miHgのCH4ガス雰囲気中で温度1250°
Cに加熱し、引続いて真空度10−’mmHgの真空中
、温度1400°Cに1時間保持して焼結することによ
って実質的に配合組成と同一の成分組成をもった本発明
合金7〜9と比較合金5をそれぞれ製造した。
なお、比較合金5は硬化表層形成成分の含有量が本発明
範囲から低い方に外れたものである。
範囲から低い方に外れたものである。
ついで、本発明合金7〜9および比較合金5より、実施
例1におけると同一の条件で切削試験用チップを製作し
、 被削材:JIS−8NCM−8(硬さHB:270)、
チップホーニング:0.03朋、 切削速度:1・OOm /miy’t。
例1におけると同一の条件で切削試験用チップを製作し
、 被削材:JIS−8NCM−8(硬さHB:270)、
チップホーニング:0.03朋、 切削速度:1・OOm /miy’t。
送り: 0.6 mml rev、、
切込み:1.5mm。
切削時間: 10m1yt。
の条件で連続切削試験を行ない、実施例1におけると同
様に切刃の逃げ面最大摩耗幅を測定した。
様に切刃の逃げ面最大摩耗幅を測定した。
この結果を硬化表層の態様と合せて第6表に示した。
第6表に示されるように、本発明合金7〜9においては
、硬化表層調整成分の含有量によって硬化表層の厚みお
よび硬さが調整でき、すなわち硬化表層調整成分の含有
量が減少する(これに伴って相対的に硬化表層形成成分
の含有量が増加することになる)と、硬化表層の厚みお
よび確化率が増大する傾向を示し、さらに本発明合金7
〜9は比較合金5に比べて著しくすぐれた耐摩耗性をも
つことが明らかである。
、硬化表層調整成分の含有量によって硬化表層の厚みお
よび硬さが調整でき、すなわち硬化表層調整成分の含有
量が減少する(これに伴って相対的に硬化表層形成成分
の含有量が増加することになる)と、硬化表層の厚みお
よび確化率が増大する傾向を示し、さらに本発明合金7
〜9は比較合金5に比べて著しくすぐれた耐摩耗性をも
つことが明らかである。
実施例 4
原料粉末として、
平均粒径2.0μmのCr3C2粉末、
平均粒径1.5μmのMO2C粉末、
同1.6μmのNbC粉末、
同1.8μmの(Ti、Ta)C粉末(TiC/TaC
=90重量%/lO重量%)、 同1.2μmの(Hf、Nb)C粉末(HfC/ Nb
C−30重量%/70重量%)、 同1.0μmの(Ti 、Nb 、 W) C粉末(T
iC/NbC/WC= 30重量%/20重量%150
重量%)。
=90重量%/lO重量%)、 同1.2μmの(Hf、Nb)C粉末(HfC/ Nb
C−30重量%/70重量%)、 同1.0μmの(Ti 、Nb 、 W) C粉末(T
iC/NbC/WC= 30重量%/20重量%150
重量%)。
同2.2μmのVN粉末、
同1.5μmのHfN粉末、
同1.2μmのTaN粉末、
同1.0μmの(Ti、Nb)N粉末(TiN/NbN
−50重量%150重量%)、 同1.5μmのT1CN粉末(TiC/TiN=50重
量%150重量%)、 同1.8μmのHfCN粉末(HfC/HfN=60重
量%/40重量%)、 同2.0μmの■CN粉末(VC/VN=70重量%/
30重量%)、 同2.0μmの(Ti、Ta)CN粉末(TiC/Ta
N−70重量%/30重量%)、 平均粒径2.5μmの(Zr、Nb、Ta)CN粉末(
ZrC/NbC/NbN/TaN=10重量%150重
量%/20重量%/20重量%)、 同2.8μmの(Ti、Hf、Cr)CN粉末(TiC
/TiN/HfN/Cr5C2=50重量%/20 重
量%/25重量%15重量%)、 同2.0μmの(Ti、V、W)CN粉末(TiC/T
iN/VN/WC=40重量%/30重量%15重量%
/重量%/30重 子 (TiC/TiN/TaN/NbC/Mo2C=30重
量%/30重量%/10重量%/10重量%/20重量
%)、同0.6μmのMo粉末、 同1.0μmのW粉末、Cr粉末、およびNi粉末、同
2.5μmのN1−A7合金粉末(Al:31重量%含
有)、 同1.2μmのCo粉末、 同2.7μmのFe粉末、 を用意し、これら原料粉末を番7表に示される配合組成
に配合し、ボールミルにて粉砕混合し、圧粉体にプレス
成形した後、この圧粉体を、CH,:l l/m1yt
、 H2: I It 7mVtからなる混合ガスノ流
通下で温度1250℃に加熱し、引続いて真空度1O−
21n7!LHgの真空中、1400〜1450℃の範
囲内の所定温度に1時間保持して焼結することによって
実質的に配合組成と同一の成分組成をもった本発明合金
10〜20をそれぞれ製造した。
−50重量%150重量%)、 同1.5μmのT1CN粉末(TiC/TiN=50重
量%150重量%)、 同1.8μmのHfCN粉末(HfC/HfN=60重
量%/40重量%)、 同2.0μmの■CN粉末(VC/VN=70重量%/
30重量%)、 同2.0μmの(Ti、Ta)CN粉末(TiC/Ta
N−70重量%/30重量%)、 平均粒径2.5μmの(Zr、Nb、Ta)CN粉末(
ZrC/NbC/NbN/TaN=10重量%150重
量%/20重量%/20重量%)、 同2.8μmの(Ti、Hf、Cr)CN粉末(TiC
/TiN/HfN/Cr5C2=50重量%/20 重
量%/25重量%15重量%)、 同2.0μmの(Ti、V、W)CN粉末(TiC/T
iN/VN/WC=40重量%/30重量%15重量%
/重量%/30重 子 (TiC/TiN/TaN/NbC/Mo2C=30重
量%/30重量%/10重量%/10重量%/20重量
%)、同0.6μmのMo粉末、 同1.0μmのW粉末、Cr粉末、およびNi粉末、同
2.5μmのN1−A7合金粉末(Al:31重量%含
有)、 同1.2μmのCo粉末、 同2.7μmのFe粉末、 を用意し、これら原料粉末を番7表に示される配合組成
に配合し、ボールミルにて粉砕混合し、圧粉体にプレス
成形した後、この圧粉体を、CH,:l l/m1yt
、 H2: I It 7mVtからなる混合ガスノ流
通下で温度1250℃に加熱し、引続いて真空度1O−
21n7!LHgの真空中、1400〜1450℃の範
囲内の所定温度に1時間保持して焼結することによって
実質的に配合組成と同一の成分組成をもった本発明合金
10〜20をそれぞれ製造した。
ついで、本発明合金lO〜20について、実施例1にお
けると同一の条件で硬化表層の平均厚みおよび硬さ分布
を測定すると共に、合金の内部硬さを測定し、さらに連
続切削試験を行なった。
けると同一の条件で硬化表層の平均厚みおよび硬さ分布
を測定すると共に、合金の内部硬さを測定し、さらに連
続切削試験を行なった。
これらの結果を第7表に合せて示したが、第7表に示さ
れるように、本発明合金lO〜20は、いずれもすぐれ
た耐摩耗性と耐塑性変形性をもつので、すぐれた切削性
能を示すことが明らかである。
れるように、本発明合金lO〜20は、いずれもすぐれ
た耐摩耗性と耐塑性変形性をもつので、すぐれた切削性
能を示すことが明らかである。
上述のように、この発明の焼結硬質合金は、きわめてす
ぐれた耐摩耗性および耐塑性変形性、並びに靭性を有す
るので、これを一般の切削はもちろんのこと、従来サー
メットやWCC超超硬合金不得意としていた比較的硬度
の高い被削材の切削や、負荷の大きい重切削に適用した
場合にすぐれた切削性能を発揮すると共に、耐摩耗部品
の製造にも使用できるなど工業上有用な特性をもつもの
である。
ぐれた耐摩耗性および耐塑性変形性、並びに靭性を有す
るので、これを一般の切削はもちろんのこと、従来サー
メットやWCC超超硬合金不得意としていた比較的硬度
の高い被削材の切削や、負荷の大きい重切削に適用した
場合にすぐれた切削性能を発揮すると共に、耐摩耗部品
の製造にも使用できるなど工業上有用な特性をもつもの
である。
第1図および第2図は本発明合金および比較合金の硬さ
分布を示す曲線図である。
分布を示す曲線図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 硬質相形成成分おして、周期律表の4a、5aおよ
び6a族金属の炭化物および複合炭化物からなる群のう
ちの1種または2種以上:lO〜85.5%、 同じく硬質相形成成分として、周期律表の4aおよび5
a族金属の窒化物、複合窒化物、炭窒化物、および複合
炭窒化物、並びに同4aおよび5a族金属と同6a族金
属の複合炭窒化物からなる群のうちの1種または2種以
上:9.5〜85%、を含有し、残りが結合相形成成分
としての鉄族金属のうちの1種または2種以上と不可避
不純物からなり、かつ、 硬質相:50〜95%。 結合相: 5〜50%、 からなる組成(以上容量%)を有する焼結硬質合金にし
て、さらに、 上記焼結硬質合金は、その表面から最大深さ1mmまで
内部に向って連続的に低くなる硬さ分布を有し、しかも
内部硬さに対して表面硬さが5〜30%高い硬質表層を
もつことを特徴とする硬化表層を有する焼結硬質合金。 2 硬質相形成成分として、周期律表の4a。 5a、および6a族金属の炭化物および複合炭化物から
なる群のうちの1[または2種以上:10〜85.5%
、 同じく硬質相形成成分として、周期律表の43および5
a族金属の窒化物、複合窒化物、炭窒化物、および複合
炭窒化物、並びに同4aおよび5a族金属と同6a族金
属の複合炭窒化物からなる群のうちの1種または2種以
上:9.5〜85%、結合相形成成分として、Cr族金
属のうちの1種または2種以上=1〜15%、 を含有し、残りが結合相形成成分としての鉄族金属のう
ちの1種または2種以上と不可避不純物からなり、かつ
、 硬質相:50〜95%、 結合相: 5〜50%、 からなる組成(以上容量%)を有する焼結硬質合金にし
て、さら)こ、 上記焼結硬質合金は、その表面から最大深さ11rLm
まで内部に向って連続的に低くなる硬さ分布を有し、し
かも内部硬さに対して表面硬さが5〜30%高い硬質表
層をもつことを特徴とする硬化表層を有する焼結硬質合
金。 3 硬質相形成成分として、周期律表の4a。 5a、および6a族金属の炭化物および複合炭化物から
なる群のうちの1種または2種以上:10〜85.5%
、 同じく硬質相形成成分として、周期律表の43および5
a族金属の窒化物、複合窒化物、炭窒化物、および複合
炭窒化物、並びに同4aおよび5a族金属と同6a族金
属の複合炭窒化物からなる群のうちの1種または2種以
上=9.5〜85%、結合相形成成分として、l:0.
05〜5%、を含有し、残りが結合相形成成分としての
鉄族金属のうちの1種または2種以上と不可避不純物か
らなり、かつ、 硬質相:50〜95%、 結合相: 5〜50%、 からなる組成(以上容量%)を有する焼結硬質合金にし
て、さらに、 上記焼結硬質合金は、その表面から最大深さ1間まで内
部に向って連続的に低くなる硬さ分布を有し、しかも内
部硬さに対して表面硬さが5〜30%高い硬質表層をも
つことを特徴とする硬化表層を有する焼結硬質合金。 4 硬質相形成成分として、周期律表の4a。 5a、および6a族金属の炭化物および複合炭化物から
なる群のうちの1種または2種以上=10〜85.5%
、 同じく硬質相形成成分として、周期律表の4aおよび5
a族金属の窒化物、複合窒化物、炭窒化物、および複合
炭窒化物、並びに同4aおよび5a族金属と同6a族金
属の複合炭窒化物からなる群のうちの1種または2種以
上=9.5〜85%、結合相形成成分として、Cr族金
属のうちの1種または2種以上=1〜15%、 同じく結合相形成成分として、A7:0.05〜5%% を含有し、残りが結合相形成成分としての鉄族金属のう
ちの1種または2種以上と不可避不純物からなり、かつ
、 硬質相:50〜95%、 結合相: 5〜50%、 からなる組成(以上容量%)を有する焼結硬質合金にし
て、さらに、 上記焼結硬質合金は、その表面から最大深さ1mmまで
内部に向って連続的に低くなる硬さ分布を有し、しかも
内部硬さに対して表面硬さが5〜30%高い硬質表層を
もつことを特徴とする硬化表層を有する焼結硬質合金。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4766578A JPS5917176B2 (ja) | 1978-04-24 | 1978-04-24 | 硬化表層を有する焼結硬質合金 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4766578A JPS5917176B2 (ja) | 1978-04-24 | 1978-04-24 | 硬化表層を有する焼結硬質合金 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS54139815A JPS54139815A (en) | 1979-10-30 |
JPS5917176B2 true JPS5917176B2 (ja) | 1984-04-19 |
Family
ID=12781545
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4766578A Expired JPS5917176B2 (ja) | 1978-04-24 | 1978-04-24 | 硬化表層を有する焼結硬質合金 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5917176B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6067003A (ja) * | 1983-09-21 | 1985-04-17 | Hitachi Metals Ltd | コ−テイング切削工具 |
JPH0276606A (ja) * | 1988-09-09 | 1990-03-16 | Mitsubishi Metal Corp | 炭窒化チタン基サーメット製切削工具 |
JP2775298B2 (ja) * | 1989-06-28 | 1998-07-16 | 京セラ株式会社 | サーメット工具 |
SE511846C2 (sv) * | 1997-05-15 | 1999-12-06 | Sandvik Ab | Sätt att smältfassintra en titanbaserad karbonitridlegering |
SE511212C2 (sv) * | 1997-12-22 | 1999-08-23 | Sandvik Ab | Kula för kulspetspennor och användning av denna för kulspetspennor med vattenbaserat bläck |
ES2631186T3 (es) * | 2014-12-10 | 2017-08-29 | Voestalpine Precision Strip Ab | Cuchilla de crepado revestida de cermet de larga duración |
-
1978
- 1978-04-24 JP JP4766578A patent/JPS5917176B2/ja not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS54139815A (en) | 1979-10-30 |
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