JP3206972B2

JP3206972B2 - 微粒超硬合金

Info

Publication number: JP3206972B2
Application number: JP21210892A
Authority: JP
Inventors: 順彦島; 裕介井寄
Original assignee: Hitachi Tool Engineering Ltd
Current assignee: Moldino Tool Engineering Ltd
Priority date: 1992-07-16
Filing date: 1992-07-16
Publication date: 2001-09-10
Anticipated expiration: 2016-09-10
Also published as: JPH0633183A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はソリッドエンドミル・ド
リル等に使用される超硬合金に関する。

【０００２】

【従来の技術】ソリッドエンドミル・ドリルのように、
鋭利な切り刃の切削工具は、超硬合金自体の強度を向上
させるとともに、切り刃をシャープエッジとするため硬
質相となるＷＣ粒子は微細なほど多く利用されている。
また、より微細化を計るため、超硬合金中に粒抑制材を
ドープし、微細化にともなう焼結時における粒成長を抑
える効果をもたせた材料が通常使用されている。

【０００３】粒抑制材としては、特公昭６２−５６９４
４号などに示されているＶ、Ｃｒを複合添加し、さらに
ＴａＣを追加したものが知られ、それらに使用されるＷ
Ｃの平均の粒径は０．４〜０．５μｍ前後と細かいもの
が使用されている。微細な粒子により超硬合金の硬さは
結合相の平均粒子間距離に依存するため、平均粒子間距
離が小さいほど硬くなる。よって、超硬合金の硬さを同
一結合相量で比較すると炭化物の粒度が細かくなるほど
炭化物間の距離は小さくなり、これに伴い結合相の平均
粒子間距離も小さくなり硬くなる。

【０００４】従って、炭化物粒度を微細にすると同一硬
さレベルにするため結合相の量を増加させることが可能
であり、これに伴い合金の靱性は著しく向上し得る。こ
のように微粒にしたことにより結合相量の増加が可能に
なり靱性が大巾に改善されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする問題点】しかし、粒抑制材は
添加することは、特にＶＣの場合には粒界に偏析しやす
い傾向が大きく、結合相であるＣｏの強度を劣化させ、
また、微細化とともに硬質相の平均粒子間距離がより小
さくなるため結合金属の総量を増やして補っているが、
結合金属量が増加すると、工具寿命は安定するが、その
反面、耐溶着性、切削速度、剛性（特にたおれ）等に対
してはＣｏ量をよりすくなめるほうが効果的である。

【０００６】

【問題を解決するための手段】特に、高品位な仕上げ面
を得るため切削速度を上げると、溶着により仕上げ面が
劣化するか、溶着等から切り屑を巻き込み切れ刃がチッ
ピング、欠損を生じたりして使用不能となることが多か
った。そのため本願発明は超硬合金の特徴である剛性を
最大限に発揮させるため、適度な粒径（粒抑制剤）と粒
抑制材量を適鞭選択することにより達成したものであ
る。

【０００７】そのため、本願発明は、硬質相、粒抑制
剤、結合相からなる超硬合金において、前記硬質相の平
均粒度は０．７〜１．０μｍのＷＣ８０〜９５％からな
り、前記粒抑制材は、Ｃｒ_３Ｃ_２を０．５〜１．０重量
％、ＶＣを０．０５〜０．２重量％とからなり、前記結
合相は、鉄族金属の１種又は２種以上、残部からなり、
且つ、前記微粒超硬合金の抗折力を３５０ｋｇ／ｍｍ^２
以上としたことを特徴とする微粒超硬合金であり、更
に、上記粒抑制剤に、ＴａＣを１．５重量％以下添加し
た微粒超硬合金であります。さらに好ましくは、上記粒
抑制剤においても、その抑制剤の添加量に応じて抑制効
果と強度劣化の程度が異なるため、ＶＣは０．０５〜
０．１％程度に抑えた方がより効果的である。

【０００８】

【作用】次に数値を限定した理由を述べる。ＷＣは、８
０％未満では所望の耐摩耗性が得られなく、又９５％を
超えて含有させると靱性劣化より欠損しやすくなること
から８０〜９５％とした。Ｃｒ_３Ｃ_２、ＶＣ、ＴａＣは
焼結時の粒成長を抑制するために添加するが、Ｃｒ_３Ｃ
_２は０．５％未満ではその効果が少なく、１．０％を超
えて含有させると靱性を著しく劣化させるため０．５〜
１．０％とし、ＶＣは０．０５％未満ではその効果が少
なく、０．２％を超えて含有させると靱性を著しく劣化
させるため０．０５〜０．２％、更に好ましくは、０．
０５〜０．１％程度に抑え、靱性を劣化させないような
添加量とする。また、また、ＴａＣは、Ｃｒ_３Ｃ_２、Ｖ
Ｃの添加量により０でも良く、添加する場合には１．５
％以下とした。１．５％を超えて含有させると靱性を著
しく劣化させるためである。結合相は５％未満だと靱性
が劣化し、３０％を超えて含有させると耐摩耗性が極端
に悪くなるため５〜３０％とした。

【０００９】次に硬質相の平均粒度は１．０μｍを超え
ると硬さが軟らかくなりすぎ、耐摩耗性を劣化させる。
又、硬さの低下を防ぐため結合相量を減らすと靱性劣化
を招き所望の特性が得られない。又０．７μｍ未満で
は、その粒径を得るため出発原料の制約を受け、かつ必
要以上に粒抑制剤の添加量を増やさなければならないた
め０．７〜１．０μｍとした。以下、実施例にて具体的
に説明する。

【００１０】

【実施例】市販のＷＣ粉末（平均粒径０．８μｍ）、Ｔ
ａＣ（同１．５μｍ）、ＶＣ（同１．０μｍ）、Ｃｒ３
Ｃ２（同１．０μｍ）、Ｃｏ粉（同１．０μｍ）を用
い、表１に示すような成分に配合し、湿式混合粉砕を行
なった。しかる後試験片の形状に成形し１３５０〜１４
００°Ｃの温度で焼結し、研削加工を行い作成した。表
面をラップし鏡面に仕上げ、硬さ（ＨＲＡ）、抗折力
（ｋｇ／ｍｍ2 ）を測定し、その結果も表１に併記す
る。

【００１１】

【表１】

【００１２】次に、試料番号１の超硬合金でごく一般的
なエンドミル、刃径１０ｍｍ、２枚刃、右刃右ねじれ、
外周切れ刃のねじれ角を２５゜を製作し、また比較のた
め試料番号６のＷＣ粒度の細かいものも製作した。次に
下記の条件で各々５本づつ切削試験を行なった。切削速
度＝１００ｍ／ｍｉｎ、１刃当りの送り＝０．０３ｍｍ
／刃、切り込み深さ＝１０ｍｍ、切り込み幅＝５ｍｍ、
被削材ＳＣＭ４４０、２ｍ切削後、逃げ面最大摩耗量
（ｍｍ）、チッピング発生率を測定した。尚、チッピン
グ発生率とはチッピングした切刃長さの総和を全切刃長
さの総和で除し、１００分率で表わしたものである。そ
の結果を表２に示す。

【００１３】

【表２】

【００１４】表２より本発明によるエンドミルは、強度
・硬さのバランスが良いため耐チッピング性を示すチッ
ピング発生率及び耐摩耗性とも格段に優れることが認め
られる。

【００１５】

【発明の効果】本願発明は、ＷＣ基超硬合金の粒度と、
粒抑制剤、Ｃｏ量を適正化することにより超硬の特徴で
ある高剛性を生かし、強度をもたせることが出来た。ま
た粒度を適正化することにより粒成長などの合金ミクロ
組織上の欠陥が減少し安定した性能を示す微粒超硬合金
である。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】硬質相、粒抑制剤、結合相からなる超硬
合金において、前記硬質相の平均粒度は０．７〜１．０
μｍのＷＣ８０〜９５％からなり、前記粒抑制材は、Ｃ
ｒ_３Ｃ_２を０．５〜１．０重量％、ＶＣを０．０５〜
０．２重量％とからなり、前記結合相は、鉄族金属の１
種又は２種以上、残部からなり、且つ、前記微粒超硬合
金の抗折力を３５０ｋｇ／ｍｍ^２以上としたことを特徴
とする微粒超硬合金。
【請求項２】請求項１記載の微粒超硬合金において、
前記粒抑制材はＴａＣを１．５重量％以下含むことを特
徴とする微粒超硬合金。
【請求項３】請求項１乃至２記載の微粒超硬合金にお
いて、前記ＶＣ量を０．０５〜０．１重量％の範囲とし
たことを特徴とする微粒超硬合金。