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JPS5854183B2 - Oxygen-containing tungsten carbide-based sintered hard alloy - Google Patents
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JPS5854183B2 - Oxygen-containing tungsten carbide-based sintered hard alloy - Google Patents

Oxygen-containing tungsten carbide-based sintered hard alloy

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Publication number
JPS5854183B2
JPS5854183B2 JP10891377A JP10891377A JPS5854183B2 JP S5854183 B2 JPS5854183 B2 JP S5854183B2 JP 10891377 A JP10891377 A JP 10891377A JP 10891377 A JP10891377 A JP 10891377A JP S5854183 B2 JPS5854183 B2 JP S5854183B2
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cutting
resistance
oxygen
tungsten carbide
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JP10891377A
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寛範 吉村
賢一 西垣
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Mitsubishi Metal Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、特に切削工具用材料として使用した場合に
著しくすぐれた切削特性を示す酸素を含有した炭化タン
グステン(以下WCで示す)基焼結硬質合金に関するも
のである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an oxygen-containing tungsten carbide (hereinafter referred to as WC)-based sintered hard alloy that exhibits outstanding cutting properties, particularly when used as a cutting tool material.

従来、一般に焼結硬質合金は、 (a)WC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T
1CN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。
Conventionally, sintered hard alloys generally include (a) WCC cemented carbide containing WC as a main component (
b) Titanium carbide (hereinafter referred to as TiC), titanium nitride (hereinafter referred to as TiN), or titanium carbonitride (hereinafter referred to as T)
(c) ceramics containing aluminum oxide (hereinafter referred to as Al2O3) as a main component; (c) ceramics containing aluminum oxide (hereinafter referred to as Al2O3) as a main component;

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。
Among these conventional sintered hard alloys, ceramics are superior to the above-mentioned WC in terms of toughness when used as cutting tools.
Since it is inferior to C cemented carbide and cermet, Al2
The excellent heat resistance, oxidation resistance, and welding resistance of O3 cannot be fully utilized, and therefore it is only put into practical use in a few limited fields.

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おり、しかも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、黒皮切削、および
高硬度材切削に使用した場合に欠損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
の靭性改良に関する研究が活発に行なわれており、前記
TiC基サーメットにWあるいはWCや、窒化チタン(
以下TiNで示す)あるいはT1CNなどの成分を添加
含有させることによって靭性を改善することが検討され
ている。
Furthermore, most of the above cermets are mainly composed of TIC, and since TiC has inferior toughness and plastic deformation resistance compared to WC, these TiC-based cermets cannot be used during interrupted cutting under heavy loads. There is a problem in that TiC-based cermets are prone to chipping when used for cutting, black scale cutting, and cutting of high-hardness materials.Therefore, research on improving the toughness of TiC-based cermets has been actively conducted. Cermet with W or WC, titanium nitride (
It is being considered to improve the toughness by adding and containing components such as TiN (hereinafter referred to as TiN) or T1CN.

確かに、上記従来TiC基サーメットにWあるいはWC
成分を添加含有させると、このWあるいはWCがTiC
の周囲をとり囲む中間相と呼ばれる周辺組織に固溶して
TiCを核とした2重組織を形成し、硬質相と結合相と
のぬれ性が改善されるようにはなるが、TiC自体の強
度向上は本質的にはかられていないため、このサーメッ
トが高強度をもつには至っていない。
It is true that W or WC is added to the conventional TiC-based cermet mentioned above.
When the component is added, this W or WC becomes TiC.
TiC forms a solid solution in the surrounding structure called the intermediate phase surrounding TiC, forming a double structure with TiC as the core, improving the wettability between the hard phase and the binder phase. Since there is essentially no improvement in strength, this cermet has not yet achieved high strength.

また、上記従来TiC基サーメットにTiNを添加含有
させると、このTiNはよく知られるように窒化ジルコ
ニウム(以下ZrNで示す)とともに遷移金属窒化物の
うちで最も安定な化合物であり、しかも高い熱伝導率と
すぐれた耐熱衝撃性をもつことと含まって、焼結時に硬
質相の粒成長を抑制し、比較的脆い周辺組織の発達を抑
えるように作用するから、サーメットの靭性が向上する
ようになるが、所望の靭性をサーメットに付与するため
には多量の添加含有が必要である。
Furthermore, when TiN is added to the conventional TiC-based cermet, as is well known, this TiN is the most stable compound among transition metal nitrides, along with zirconium nitride (hereinafter referred to as ZrN), and has high thermal conductivity. In addition to having excellent heat shock resistance and thermal shock resistance, it also suppresses the grain growth of the hard phase during sintering and suppresses the development of relatively brittle surrounding structures, improving the toughness of the cermet. However, in order to impart the desired toughness to the cermet, it is necessary to add a large amount of it.

しかし、このように多量のTiNをサーメットに添加含
有させると、TiNの結合相とのぬれ性が悪くなると共
に、サーメット組織中に巣やボア(小孔)ができやすく
なってサーメットの強度が著しく低下するようになるこ
とから、TiNを多量に含有させることができず、この
結果所望のすぐれた靭性をもつものは得られないのが現
状である。
However, when such a large amount of TiN is added to a cermet, the wettability of TiN with the binder phase deteriorates, and cavities and bores (small pores) are easily formed in the cermet structure, resulting in a significant decrease in the strength of the cermet. At present, it is not possible to contain a large amount of TiN, and as a result, it is not possible to obtain a product with the desired excellent toughness.

さらに、上述のようにTiC基サーメットにT1CNを
添加含有させるか、あるいはT1CNを主成分として含
有させるか、することによってサーメットの靭性を改善
することも検討されているが、これらサーメットにおい
ても、TiNを同様な目的で添加含有させた上記のサー
メットと比較して、その合金特性および切削性能にほと
んど差がないことから判断しても、前記T1CN含有サ
ーメットおよび前記TiCH基サーメットが本質的に高
強度および強靭性をもつものではないことが理解される
Furthermore, as mentioned above, it has been considered to improve the toughness of cermets by adding T1CN to TiC-based cermets or by including T1CN as a main component. Judging from the fact that there is almost no difference in alloy properties and cutting performance when compared to the above-mentioned cermets that contain cermets for the same purpose, it is clear that the T1CN-containing cermets and the TiCH-based cermets have essentially high strength. It is understood that the material is not strong and durable.

」−述のように、TiC基サーメットにWあるいはWC
や、TiNあるいはT1CNなどを添加含有させたサー
メット、さらにはTiN基およびT1CN基サーメット
においては、硬質相が微細になっているため、合金硬さ
および合金抗折力が多少向上したものになっているが、
硬質相の強度が本質的に改善されたものになっているわ
けではないので、高強度をもつには至っておらず、しか
もその靭性にしてもWCC超超硬合金は及ばないもので
ある。
- As mentioned above, W or WC is applied to TiC-based cermet.
In addition, in cermets containing TiN or T1CN, as well as in TiN-based and T1CN-based cermets, the hard phase is fine, so the alloy hardness and transverse rupture strength of the alloy are somewhat improved. There are, but
Since the strength of the hard phase is not essentially improved, it does not have high strength, and furthermore, its toughness is not comparable to WCC cemented carbide.

このように上記従来WCC超超硬合金靭性面で上記従来
サーメットに比してすぐれているが、WC成分は耐熱性
、耐酸化性、および耐溶着性の面でTiC成分に及ばな
いので、高速切削のような耐熱性、耐酸化性、および耐
溶着性が要求される切削に前記WCC超超硬合金使用し
た場合、前記TiC基サーメットに比して著しく劣った
切削性能を示すものである。
As described above, the conventional WCC cemented carbide is superior to the conventional cermet in terms of toughness, but the WC component is not as good as the TiC component in terms of heat resistance, oxidation resistance, and welding resistance. When the WCC cemented carbide is used for cutting, which requires heat resistance, oxidation resistance, and welding resistance, it exhibits significantly inferior cutting performance compared to the TiC-based cermet.

このようなことからWCC成分りも耐熱性、耐酸化性、
および耐溶着性にすぐれた(W、Ti)C成分およびT
aC成分を多量に含有させるこによって高速切削の改善
をはかった、JIS分類のP系列に属するWC(W、T
i)C−TaCC。
Because of this, WCC components also have heat resistance, oxidation resistance,
and (W, Ti)C components and T with excellent welding resistance.
WC (W, T
i) C-TaCC.

系のWCC超超硬合金うちのPLOグレードのものが主
として高速切削用として利用されているが、このPIO
グレードによっても切削速度が200m/m272を越
えると、切削工具の摩耗、特にクレータ−摩耗がはげし
く実用上使用不可能であるのが現状である。
Among the WCC type cemented carbide, PLO grade is mainly used for high-speed cutting, but this PIO
Depending on the grade, when the cutting speed exceeds 200 m/m272, cutting tool wear, especially crater wear, is so severe that it is currently impossible to use it practically.

さらに、初速時の熱発生が犬きく、シかも切刃にかかる
応力も大きい重切削に使用される切削工具には高い耐熱
性、耐塑性変形性、および耐衝撃性が要求され、この重
切削にはWCC超超硬合金JIS分類のP30グレード
のものが多く利用されているが、このP30グレードは
、耐熱性および耐塑性変形性を備えているものは耐衝撃
性が不足し、また逆に耐衝撃性を備えているものは耐熱
性および耐塑性変形性が不足するものが多く、このよう
にP30グレードは、耐熱性、耐塑性変形性、および耐
衝撃性のすべてを兼ね備えたものではないため、これを
送りおよび切込みの大きい重切削に使用した場合、すぐ
れた切削性能を示さないものである。
Furthermore, cutting tools used for heavy cutting, where the heat generation at the initial speed is high and the stress applied to the cutting edge is high, are required to have high heat resistance, plastic deformation resistance, and impact resistance. P30 grade of WCC cemented carbide JIS classification is often used for cemented carbide, but this P30 grade has heat resistance and plastic deformation resistance, but has insufficient impact resistance. Many products that have impact resistance lack heat resistance and plastic deformation resistance, so P30 grade does not have all of heat resistance, plastic deformation resistance, and impact resistance. Therefore, when used for heavy cutting with large feed and depth of cut, it does not exhibit excellent cutting performance.

上述のように、従来WCC超超硬合金従来サーメットに
は、それぞれ不得意とする切削領域が存在し、特に靭性
を重要視する切削には、多くの限定条件がある前記サー
メットよりはむしろ靭性を有する前記WCC超超硬合金
多く使用されることになる。
As mentioned above, conventional WCC cemented carbide and conventional cermets each have cutting areas in which they are not good at cutting, and in particular, in cutting where toughness is important, it is better to use toughness rather than cermets that have many limiting conditions. The above-mentioned WCC cemented carbide will be widely used.

しかしながら、上記したように従来WC基焼結合金にお
いても、高速切削は勿論のこと、その靭性が生かせるは
ずの重切削で充分満足する切削性能を示すものには至っ
ておらず、かかる点からWCC超超硬合金切削領域を拡
大するには、その耐熱性、耐酸化性、耐溶着性、耐塑性
変形性、および耐衝撃性を同時に向上させる必要がある
However, as mentioned above, conventional WC-based sintered alloys have not yet shown sufficiently satisfactory cutting performance not only in high-speed cutting but also in heavy-duty cutting, where their toughness can be utilized. In order to expand the cutting area of cemented carbide, it is necessary to simultaneously improve its heat resistance, oxidation resistance, welding resistance, plastic deformation resistance, and impact resistance.

本発明者等は、上述のような観点から、耐熱性、耐酸化
性、耐溶着性、耐塑性変形性、および耐衝撃性を同時に
兼ね備えてWC基焼結硬質合金を得べく研究を行った結
果 (a) 必要に応じてクロム族金属のうちの1種また
は2種以上を、合金の高温強度並びに焼結時における硬
質相とのぬれ性を向上させる目的で含有させた鉄族金属
のうちの1種または2種以上を結合相形成成分として5
〜30容量%の割合で含有するWC基焼結硬質合金に、
長年にわたって利用されてきた(W、Ti)C成分およ
びTaC成分に代って、酸素と、炭素および窒素のいず
れか、または両方との総量に対する酸素の割合がモル比
で0.2以下をもつ、Tiの炭酸化物、窒酸化物、およ
び炭窒酸化物、並びにTiと、Tiを除く周期律表の4
a、5a、および6a族金属のうちの1種または2種以
上の炭酸化物、窒酸化物、および炭窒酸化物(以下これ
らを総称して炭・窒酸化物という)のうちの1種または
2種以上を1〜50容量%の割合で含有させると、前記
炭・窒酸化物には、 ■ 球状化した状態で均一微細に分散する。
From the above-mentioned viewpoints, the present inventors conducted research to obtain a WC-based sintered hard alloy that simultaneously has heat resistance, oxidation resistance, welding resistance, plastic deformation resistance, and impact resistance. Results (a) Iron group metals containing one or more chromium group metals as necessary for the purpose of improving the high temperature strength of the alloy and the wettability with the hard phase during sintering. 5 as a binder phase forming component with one or more of the following.
WC-based sintered hard alloy containing ~30% by volume,
Instead of the (W, Ti)C and TaC components that have been used for many years, the molar ratio of oxygen to the total amount of oxygen and either or both of carbon and nitrogen is 0.2 or less. , Ti carbonates, nitride oxides, and carbonitride oxides, as well as Ti and 4 of the periodic table excluding Ti.
One or more carbonates, nitrides, and carbonitrides (hereinafter collectively referred to as carbonitrides) of one or more of group a, 5a, and 6a metals When two or more types are contained in a ratio of 1 to 50% by volume, the carbon/nitride oxide will: (1) be uniformly and finely dispersed in a spheroidal state;

■ 粒子同志の凝着が起りにくい。■ Particles are less likely to stick together.

■ (W、Ti)C成分に比して、耐熱性、耐酸化性、
および耐溶着性にすぐれ、合金強度を低下させない。
■ Compared to (W, Ti)C component, heat resistance, oxidation resistance,
It has excellent welding resistance and does not reduce alloy strength.

■ WCの粒成長を抑制する。■ Suppress WC grain growth.

などの特性があるため、前記WC基焼結硬質合金はすぐ
れた耐熱性、耐酸化性、および耐溶着性をもつようにな
ると共に、粗大WCの存在がないことから耐衝撃性にも
すぐれたものになり、従来WCC超超硬合金不得意とし
ていた高速切削および重切削に使用した場合にすぐれた
切削性能を発揮するようになること。
Due to these characteristics, the WC-based sintered hard alloy has excellent heat resistance, oxidation resistance, and welding resistance, and also has excellent impact resistance due to the absence of coarse WC. It will now exhibit excellent cutting performance when used in high-speed cutting and heavy-duty cutting, which WCC cemented carbides have traditionally been weak at.

(b) 上記(a)項に示されるWC基焼結硬質合金
に、1〜50容量%の範囲で周期律表の4a、5a。
(b) 4a and 5a of the periodic table in the range of 1 to 50% by volume to the WC-based sintered hard alloy shown in item (a) above.

および6a族金属の炭化物、窒化物、および炭窒化物(
以下これらを総称して炭・窒化物という)のうちの1種
または2種以上を含有させると前記合金の耐摩耗性がさ
らに一段と向上するようになること。
and carbides, nitrides, and carbonitrides of Group 6a metals (
When one or more of the following (hereinafter collectively referred to as carbon/nitrides) is contained, the wear resistance of the alloy is further improved.

以上(a)および(b)項に示される知見を得たのであ
る。
The findings shown in sections (a) and (b) above were obtained.

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、以下に上述のように数値限定した技術的理由を説明
する。
This invention has been made based on the above knowledge, and the technical reason for limiting the numerical values as described above will be explained below.

(1)炭・窒酸化物の含有量 その含有量が1容量%未満では、所望のすぐれた耐熱性
、耐酸化性、耐溶着性、および耐衝撃性を合金に付与す
ることができず、一方50容量%を越えて含有させると
焼結性が劣化し、合金組織中に巣やボアができやすくな
って耐衝撃性が低下するようになることから、その含有
量を1〜50容量%と定めた。
(1) Content of carbon/nitride oxides If the content is less than 1% by volume, the desired excellent heat resistance, oxidation resistance, welding resistance, and impact resistance cannot be imparted to the alloy. On the other hand, if the content exceeds 50% by volume, the sinterability will deteriorate, and cavities and bores will easily form in the alloy structure, reducing the impact resistance. It was determined that

(2)炭・窒酸化物における0/(C+0)、0/(N
、+ 0 )、および0/(C+N+0)のモル比 これらのモル比が0.2を越えると、酸素の含有量が多
くなり過ぎて焼結性が劣化し、合金組織中に巣やボアが
できやすくなって耐衝撃性が低下するようになることか
ら、そのモル比を0.2以下に限定した。
(2) 0/(C+0), 0/(N
. The molar ratio was limited to 0.2 or less because the impact resistance would be lowered.

(3)炭・窒化物の含有量 その含有量が1容量%未満では所望の耐摩耗性を確保す
ることができないので1%以上の含有が必要であるが、
50容量%を越えて含有させると、WCのもつすぐれた
耐塑性変形性および耐衝撃性を十分に発揮させることが
できなくなることから、その含有量を1〜50容量%と
定めた。
(3) Content of carbon/nitride If the content is less than 1% by volume, the desired wear resistance cannot be ensured, so it is necessary to contain 1% or more.
If the content exceeds 50% by volume, the excellent plastic deformation resistance and impact resistance of WC cannot be fully exhibited, so the content is set at 1 to 50% by volume.

(4)クロム族金属および鉄族金属の含有量その含有量
が5容量%未満では合金の耐衝撃性が劣化するようにな
り、一方30容量%を越えて含有させると合金の耐摩耗
性が劣化するようになることから、その含有量を5〜3
0容量%と定めた。
(4) Content of chromium group metals and iron group metals If the content is less than 5% by volume, the impact resistance of the alloy will deteriorate, while if the content exceeds 30% by volume, the wear resistance of the alloy will deteriorate. Since it will deteriorate, its content should be reduced to 5 to 3
It was set as 0% by volume.

なお、この発明のWC基焼結硬質合金は、通常の粉末冶
金法によって製造することができるが、原料粉末として
の炭・窒酸化物粉末は、例えば、(a) 酸化チタン
(T 102)粉末に、TiC粉末と炭素(C)粉末と
を混合し、温度1600〜2000℃で反応させて炭酸
化チタン(以下Ti(CO)で示す)粉末を製造したり
、さらにこのTi(CO)粉末とTiN粉末あるいはT
i(CN)粉末との混合粉末を前記温度で反応させるこ
とによって炭窒酸化チタン(以下Ti(CNO)で示す
)粉末を製造する。
The WC-based sintered hard alloy of the present invention can be manufactured by a normal powder metallurgy method, but the carbon/nitride powder as the raw material powder may be, for example, (a) titanium oxide (T 102) powder. First, TiC powder and carbon (C) powder are mixed and reacted at a temperature of 1600 to 2000°C to produce titanium carbonate (hereinafter referred to as Ti(CO)) powder, and furthermore, this Ti(CO) powder and TiN powder or T
Titanium carbonitride oxide (hereinafter referred to as Ti(CNO)) powder is produced by reacting the mixed powder with i(CN) powder at the above temperature.

(b) 上記Ti(CO)粉末をN2あるいはNH3
雰囲気中で温度1600〜2000’Cに加熱し反応さ
せてTi(CNO)粉末を製造する。
(b) Add the above Ti(CO) powder to N2 or NH3
Ti(CNO) powder is produced by heating and reacting in an atmosphere at a temperature of 1600 to 2000'C.

(c)Ti(CN)粉末あるいはTiN粉末に、TiO
2粉末とC粉末とを混合し、温度1600〜2000℃
で反応させることによってTi(CNO)粉末あるいは
窒酸化チタン(以下Ti(NO)で示す)粉末を製造す
る。
(c) TiO to Ti(CN) powder or TiN powder
2 powder and C powder are mixed and the temperature is 1600-2000℃.
Ti(CNO) powder or titanium nitride oxide (hereinafter referred to as Ti(NO)) powder is produced by the reaction.

(d)上記Ti(CNO)のTiの一部が周期律表の4
a、5a、および6a族金属の1種または2種以上で置
換された粉末を製造する場合には、上記Tie2.Ti
C、TiN、Ti(CN )粉末に対して、必要に応じ
て周期律表の4a、5a。
(d) Part of the Ti in the above Ti (CNO) is 4 in the periodic table.
When producing a powder substituted with one or more metals of group a, 5a, and 6a, the above Tie 2. Ti
4a, 5a of the periodic table as required for C, TiN, Ti(CN) powder.

および6a族金属の酸化物粉末、炭化物粉末、窒化物粉
末、および炭窒化物粉末のうちの1種または2種以上を
混合し、同様に高温加熱反応させることによって製造す
る。
It is produced by mixing one or more of group 6a metal oxide powder, carbide powder, nitride powder, and carbonitride powder, and similarly subjecting the mixture to a high-temperature heating reaction.

などの方法によって調整することができる。It can be adjusted by methods such as

ついで、この発明のWC基焼結硬質合金を実施例により
比較例と対比しながら説明する。
Next, the WC-based sintered hard alloy of the present invention will be explained through examples and in comparison with comparative examples.

実施例 原料粉末として、 ■ 平均粒径:1.2μ汎を有するWの粉末、■ 同1
.5μmをもち、C:N:0のモル比が、0.55 :
0.30 : 0.15、すなわち0.15/(0,
55+0.30+0.15 )−0,15の酸素モル比
をもったT i (C0,55・NO,3000,15
)粉末、■ 同1.5μ扉をもち、C:N:Oのモル比
が、0.45 :0.30 :0.25、すなわち0.
25/(0,45+0.30+0.25 )=0.25
の酸素モル比をもったT i (C0,45’ NO,
3000,25)粉末、■ 同1.5μmをもち、Ti
: W=55%:45%、 C:N : 0=0.5
: 0.4 : 0.1のモル比をもった、(T i
0.55W4)、45 X C0,5NO,40o、
t )粉末、■ 同1.5μmをもち、Ti :Ta
:Zr= 70%:20%:10%、 C:N:
0=0.5 :0.3 :0.2のモル比をもった、(
TI 0.4 T a □、2 Z r o、1)(C
0,5No、300.2 )粉末、 ■ 同1.5μ扉をもち、Ti : Nb : V−4
0%:50%:10%、 C:N :0=0.4 :
0.5 :0.1のモル比をもった、(T I □、4
Nbo、5 V□、t )(Co、4 N0050o
、t )粉末、■ 同1.5μmをもち、T i :
Mo : Cr=70%:29%:1%、C:N:0=
0.65:0.25:0.15のモル比をもった、(T
lo、70M0O,2gCro、ol)(C0,65N
O,2500,15)粉末、■ 同1.5μ扉をもち、
C: 0=0.85 : 0.15のモル比をもった、
T i (C0,8500,15)粉末、■ 同1.5
μ胤をもち、N : 0=0.85 : 0.15のモ
ル比をもったT i (NO,8500,15)粉末、
[相] 同1.5μmをもち、Ti:Ta=80%:2
0%、C:0=0.85:0.15のモル比をもった、
(T jo、go Taa20 X C0,8500,
15)粉末、0 同1.5μ扉をもち、C:0=0.7
5:0.25のモル比をもったT i (C0,750
o25)粉末、0 同1μ汎のTaC粉末、 0 同1.5μmのNbC粉末、 ■ 同2.5μ風のVC粉末、 [相] 同1.5μ班のZrC粉末、 [相] 同1.5μ扉をもち、Ti:W=90%:10
%の(T i qoWo、1) C粉末、0 同1.5
μnのTiN粉末、 [相] 同1.5μmのTaN粉末、 [相] 同1.5μ扉をもち、C: N=0.7 :
0.3のモル比をもったT i (C0,7No、3
)粉末、[相] 同1.8μ丸をもち、Ti:W=90
%=10%、C: N= 0.7 : 0.3のモル比
をもった( T io、9Wo、1 ) ・(C0,7
Nos )粉末、O同1.5μmをもち、Ta:Nb=
80%:20%の(T a o、B N b o2 )
粉末、[相] 同1.2μ扉のco粒粉末 [相] 同1μ汎のNi粉末、 [相] 同1.5μ扉のFe粉末、 O同1μ風のMo粉末、 [相] 同0.8μ扉のW粉末、 [F] 同1.3μ扉のCr粉末、 を用意し、これらの原料粉末を、それぞれ第1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、つ
いでこの混合粉末より通常の条件でプレス成形して圧粉
体を形成した後、これらの圧粉体を、真空中、温度:1
450’Cに1時間保持の条件で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1〜10および比較合金1〜8をそれぞれ製造した。
As the raw material powder for the example, ■ W powder having an average particle size of 1.2μ, ■ Same as 1
.. 5 μm, and the molar ratio of C:N:0 is 0.55:
0.30: 0.15, or 0.15/(0,
55+0.30+0.15)-0,15 Ti(C0,55・NO,3000,15
) powder, ■ has the same 1.5μ door, and the molar ratio of C:N:O is 0.45:0.30:0.25, that is, 0.
25/(0,45+0.30+0.25)=0.25
T i (C0,45' NO,
3000,25) Powder, ■ 1.5 μm, Ti
: W=55%:45%, C:N: 0=0.5
: 0.4 : 0.1 molar ratio, (T i
0.55W4), 45X C0,5NO,40o,
t) Powder, ■ 1.5μm, Ti:Ta
:Zr=70%:20%:10%, C:N:
with a molar ratio of 0=0.5:0.3:0.2, (
TI 0.4 T a □, 2 Z r o, 1) (C
0.5 No. 300.2) Powder, ■ Has the same 1.5 μ door, Ti: Nb: V-4
0%:50%:10%, C:N:0=0.4:
(T I □, 4
Nbo, 5 V□, t ) (Co, 4 N0050o
, t) powder, ■ having the same 1.5 μm, T i :
Mo: Cr=70%:29%:1%, C:N:0=
(T
lo, 70M0O, 2gCro, ol) (C0,65N
O, 2500, 15) Powder,■ Has the same 1.5μ door,
C: with a molar ratio of 0=0.85:0.15,
T i (C0,8500,15) powder, ■ 1.5
T i (NO, 8500, 15) powder with μ seeds and a molar ratio of N: 0 = 0.85: 0.15;
[Phase] Same 1.5μm, Ti:Ta=80%:2
0%, with a molar ratio of C:0=0.85:0.15,
(T jo, go Taa20 X C0,8500,
15) Powder, 0 Same 1.5μ door, C: 0 = 0.7
T i (C0,750
o25) Powder, 0 TaC powder of the same 1 μm size, 0 NbC powder of the same 1.5 μm size, ■ VC powder of the same 2.5 μm size, [Phase] ZrC powder of the same 1.5 μm size, [Phase] Same 1.5 μm size Has a door, Ti:W=90%:10
% of (T i qoWo, 1) C powder, 0 same 1.5
μn TiN powder, [Phase] Same 1.5 μm TaN powder, [Phase] Same 1.5 μm door, C: N=0.7:
T i (C0,7No, 3
) Powder, [Phase] Same 1.8μ circle, Ti:W=90
%=10%, with a molar ratio of C:N=0.7:0.3 (Tio,9Wo,1)・(C0,7
Nos ) powder, O has the same 1.5μm, Ta:Nb=
80%: 20% (T a o, B N b o2 )
Powder, [Phase] Co grain powder with the same 1.2μ door [Phase] Ni powder with the same 1μ door, [Phase] Fe powder with the same 1.5μ door, Mo powder with the same 1μ O, [Phase] Same 0. Prepare W powder with an 8μ door, [F] Cr powder with a 1.3μ door, and mix these raw powders into the composition shown in Table 1, grind and mix in a ball mill, and then After press-molding the mixed powder under normal conditions to form a green compact, the green compact is heated in a vacuum at a temperature of 1
Invention alloys 1 to 10 and comparative alloys 1 to 8 having substantially the same composition as the blended composition were manufactured by sintering at 450'C for 1 hour.

なお、比較合金1〜8は、いずれも炭・窒酸化物におけ
る酸素モル比、並びに構成成分のうちのいずれかの成分
含有量がこの発明の範囲から外れたものである。
In addition, all of Comparative Alloys 1 to 8 are out of the scope of the present invention in terms of the oxygen molar ratio in the carbon/nitride oxide and the content of any one of the constituent components.

つぎに、本発明合金1〜10.比較合金1〜8、および
従来切削工具用材料として知られているPlo(重量%
で、8%Co−18%TiC−5%TaC残WCの組成
をもつ。
Next, alloys 1 to 10 of the present invention. Comparative alloys 1 to 8, and Plo (wt%), which is conventionally known as a material for cutting tools.
It has a composition of 8% Co-18% TiC-5% TaC remaining WC.

以下従来合金という)より、Cl5(超硬工具協会規格
)・5NP432に則した形状の切削試験用チップを製
作し、被削材:SNCM−8(硬さ:HB220)、チ
ップ:0.03間ホーニング、 切削速度: 200 m / =C 送り: 0.2 mm/ r ev ) 切込み:2mm。
From Cl5 (Cemented Carbide Tool Association standard) 5NP432, a cutting test tip was manufactured from Cl5 (hereinafter referred to as conventional alloy), with a shape conforming to 5NP432, work material: SNCM-8 (hardness: HB220), tip: 0.03 mm. Honing, cutting speed: 200 m/=C feed: 0.2 mm/rev) depth of cut: 2 mm.

切削時間:10跪、 の条件での連続鋼高速切削試験、並びに、被削材:SN
CM−8(硬さ:HB270)、チップ:0.03關ホ
ーニング、 切削速度: 100 m /min。
Continuous steel high-speed cutting test under the conditions of cutting time: 10 knees, and work material: SN
CM-8 (hardness: HB270), tip: 0.03 mm honing, cutting speed: 100 m/min.

送り:o、3關/rev・) 切込み:2myrt。Delivery: o, 3/rev・) Depth of cut: 2myrt.

切削時間:3論、 の条件での断続鋼切削試験を行ない、前者の連続鋼高速
切削試験では、切刃のすくい面摩耗深さと逃げ面摩耗幅
を測定し、また断続鋼切削試験では6個の試験切刃のう
ち何個に欠損が発生したかを測定した。
Cutting time: 3. An interrupted steel cutting test was conducted under the following conditions. In the former continuous steel high-speed cutting test, the rake face wear depth and flank wear width of the cutting edge were measured, and in the interrupted steel cutting test, 6 pieces were measured. It was measured how many of the test cutting edges had defects.

これらの測定結果を第1表に示した。第1表には合金組
織の研磨面状況も示した。
The results of these measurements are shown in Table 1. Table 1 also shows the condition of the polished surface of the alloy structure.

第1表に示される結果から、本発明合金1〜10は、い
ずれも従来合金に比して、連続切削ではすぐれた耐摩耗
性を、また断続切削ではすぐれた耐衝撃性を示すことが
明らかである。
From the results shown in Table 1, it is clear that Alloys 1 to 10 of the present invention exhibit superior wear resistance in continuous cutting and superior impact resistance in interrupted cutting, compared to conventional alloys. It is.

これに対して、比較合金1〜8においては、前記の特性
のうち少なくともいずれかの特性が劣ったものになって
いることがわかる。
On the other hand, it can be seen that Comparative Alloys 1 to 8 are inferior in at least one of the above characteristics.

上述のように、この発明のWC基焼結硬質合金は、きわ
めてすぐれた耐熱性、耐酸化性、耐溶着性、耐塑性変形
性、および耐衝撃性を兼ね備えているので、高硬度材の
切削や、高速切削、さらに重切削に適用した場合にすぐ
れた切削性能を示すことは勿論のこと、耐熱性や耐衝撃
性が要求される熱間引抜きダイスや熱間圧延ロールなど
に使用した場合にもすぐれた特性を発揮し、さらに耐食
性にもすぐれているので、耐食耐摩部品の製造にも適す
るなど、その利用用途はきわめて広く、シかもそれぞれ
の利用分野ですぐれた効果を発揮するのである。
As mentioned above, the WC-based sintered hard alloy of the present invention has extremely excellent heat resistance, oxidation resistance, welding resistance, plastic deformation resistance, and impact resistance, so it is suitable for cutting high-hardness materials. It not only shows excellent cutting performance when applied to high-speed cutting and even heavy-duty cutting, but also when used in hot drawing dies and hot rolling rolls that require heat resistance and impact resistance. Because it exhibits excellent properties and is also excellent in corrosion resistance, it can be used in a wide range of applications, such as being suitable for manufacturing corrosion-resistant and wear-resistant parts, and it exhibits excellent effects in each field of use.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 酸素と、炭素および窒素のいずれか、または両方と
の総量に対する酸素の割合がモル比で0.2以下をもつ
、Tiの炭酸化物、窒酸化物、および炭窒酸化物、並び
にTiと、Tiを除く周期律表の4a 、 5a 、お
よび6a族金属のうちの1種または2種以上の炭酸化物
、窒酸化物、および炭窒酸化物からなる群のうちの1種
または2種以上:1〜50%、 鉄族金属のうちの1種または2種以上:5〜30%、 炭化タングステンを除く周期律表の4 a 、 5 a
。 および6a族金属の炭化物、窒化物、および炭窒化物の
うちの1種または2種以上:1〜50%、炭化タングス
テンおよび不可避不純物:残り、からなる組成(以上容
量%)を有することを特徴とする酸素を含有した炭化タ
ングステン基焼結硬質合金。 2 酸素と、炭素および窒素のいずれか、または両方と
の総量に対する酸素の割合がモル比で0.2以下をもつ
、Tiの炭酸化物、窒酸化物、および炭窒酸化物、並び
にTiと、Tiを除く周期律表の4a、5a、および6
a族金属のうちの1種または2種以上の炭酸化物、窒酸
化物、および炭窒酸化物からなる群のうちの1種または
2種以上:1〜50%、 鉄族金属のうちの1種または2種以上およびクロム族金
属のうちの1種または2種以上:5〜30%、 炭化タングステンを除く周期律表の4a、5a。 および6a族金属の炭化物、窒化物、および炭窒化物の
うちの1種または2種以上:1〜50%、炭化タングス
テンおよび不可避不純物:残り、からなる組成(以上容
量%)を有することを特徴とする酸素を含有した炭化タ
ングステン基焼結硬質合金。
[Claims] 1. Carbonates, nitrides, and carbonitrides of Ti, in which the molar ratio of oxygen to the total amount of oxygen and either or both of carbon and nitrogen is 0.2 or less. one of the group consisting of Ti, and one or more carbonates, nitrides, and carbonitoxides of metals in groups 4a, 5a, and 6a of the periodic table excluding Ti. Species or two or more: 1 to 50%, One or two or more of iron group metals: 5 to 30%, 4a, 5a of the periodic table excluding tungsten carbide
. and one or more of group 6a metal carbides, nitrides, and carbonitrides: 1 to 50%, tungsten carbide and unavoidable impurities: the remainder (volume %). A tungsten carbide-based sintered hard alloy containing oxygen. 2 Ti carbonate, nitride oxide, and carbonitride oxide, and Ti, in which the molar ratio of oxygen to the total amount of oxygen and either or both of carbon and nitrogen is 0.2 or less; 4a, 5a, and 6 of the periodic table excluding Ti
One or more of the group consisting of carbonates, nitride oxides, and carbonitrides of one or more group a metals: 1 to 50%, one of the iron group metals species or two or more and one or more of the chromium group metals: 5 to 30%, 4a and 5a of the periodic table excluding tungsten carbide. and one or more of group 6a metal carbides, nitrides, and carbonitrides: 1 to 50%, tungsten carbide and unavoidable impurities: the remainder (volume %). A tungsten carbide-based sintered hard alloy containing oxygen.
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