タングステンカーバイド製の円形ナイフ（超硬合金製の円形ナイフ）を製造する際、原材料の配合比率は主に粉末冶金法に基づいています。
I. 炭化タングステン粉末
タングステンカーバイド粉末は総重量の70～97%を占め、結合剤（コバルトやニッケルなど）は3～30%を占めます。具体的な工程としては、グレード比に従ってWC粒子とCo粉末を混合し、プレス成形、焼結などを行います。一般的な配合比は以下のとおりです。
YG6（水酸化物94%、コバルト6%）：一般的な切削加工に使用され、硬度と靭性のバランスが取れています。
YG8（WC 92%、Co 8%）：やや靭性が高く、中程度の荷重に適しています。
YG12（WC 88%、Co 12%）：高い靭性を持ち、衝撃の大きい場面に適しています。
段ボール紙を切断するための工具の場合、耐摩耗性と切断精度を確保するため、硬度要件は通常 HRA 89～93 (ロックウェル硬度 A スケール) であり、これは組成中の炭化タングステンの割合が高い (例えば WC 90～95%、Co 5～10%) ことに対応し、過度の脆性を避けつつ十分な硬度と耐摩耗性を提供します。コバルト含有量が少ないと硬度が高くなりますが、紙の厚さ、機械速度などに応じて調整する必要があります。例えば、YG6X グレード (微細粒 WC、Co 6%) がこのような用途で一般的に使用され、硬度は約 HRA 91～92 です。硬度が不十分だと刃がすぐに鈍くなる可能性があり、逆に高すぎると破損しやすくなります。
2. 焼結変形と寸法不安定性
例えば、27グラムのタングステンカーバイド工具（通常は超硬合金工具を指す）の場合、組成中のタングステンカーバイド（WC）の割合はグレードによって異なりますが、一般的な範囲は70%～97%で、残りは主にコバルト（Co）または他の金属結合剤（ニッケルなど）です。一般的なグレードを例にとると、WC-Co 12（WC 88%、Co 12%）の場合、27グラムの工具には約23.76グラムのタングステンカーバイドが含まれています。WC含有量の高いグレード（例えばWC 94%、Co 6%）を使用すると、約25.38グラムになります。純粋なタングステンカーバイド工具は脆すぎるため稀で、靭性を向上させるために通常は結合剤の添加が必要です。
では、どのようにすれば良いでしょうか。タングステンカーバイド製円形ナイフ段ボール紙を切断する際には、以下の点についてバランスを考慮する必要があります。
高い硬度と耐摩耗性：段ボール紙に含まれる砂、塵、ケイ酸塩、その他の不純物は、刃先の急速な摩耗を引き起こします。そのため、切れ味と耐用年数を維持するには、より高い炭化タングステン含有量（通常85%以上）が必要です。
強度：切断時の衝撃や紙の表面の凹凸によって刃が欠けるのを防ぐには、ナイフに一定レベルの強度が必要です。そのため、コバルト含有量は低すぎてもいけません。一般的には6～10％程度が適切なバランスポイントとなります。
段ボール紙を切断するための典型的な硬質合金組成は、YGシリーズ（タングステンコバルト型）に近似し、炭化タングステン含有量は85%～90%、コバルト含有量は10%～15%である。結晶粒構造をさらに微細化し、耐摩耗性を向上させるために、微量の炭化クロムを添加することもある。
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投稿日時：2025年12月15日
