炭化タングステンブレード
最適なグレードを選択することで、サブミクロンの粒径のタングステンカーバイドのブレードを、従来のカーバイドによく見られる固有の脆さを発生させることなく、かみそりの刃まで研ぐことができます。超硬は鋼ほどの耐衝撃性はありませんが、Rc 75 ～ 80 相当の硬度を持ち、耐摩耗性に非常に優れています。欠けや破損が回避されれば、従来の刃物鋼の少なくとも 50 倍の刃寿命が期待できます。
鋼の選択の場合と同様に、炭化タングステン (WC) の最適なグレードを選択することは、耐摩耗性と靭性/耐衝撃性の間で妥協の選択を伴う複雑なプロセスです。超硬合金タングステンは、炭化タングステン粉末と、非常に硬い炭化タングステン粒子の「結合剤」として機能する延性金属である粉末コバルト（Co）を組み合わせて（高温で）焼結することによって作られます。焼結プロセスの熱は 2 つの成分の反応を伴いませんが、むしろコバルトを液体に近い状態にし、WC 粒子 (熱の影響を受けない) を封入する接着剤マトリックスのような状態にします。コバルトと WC の比率と WC の粒径という 2 つのパラメータが、得られる「超硬合金タングステン」片のバルク材料特性を大幅に制御します。
大きな WC 粒子サイズと高い割合のコバルトを指定すると、耐衝撃性 (および衝撃強度) の高い部品が得られます。WC の粒径が細かくなり (したがって、コバルトでコーティングする必要がある WC 表面積が多くなり)、コバルトの使用量が少なくなるほど、得られる部品はより硬くなり、耐摩耗性が高くなります。ブレード材料として超硬の性能を最大限に引き出すには、最適な耐摩耗性を確保しながら、欠けや破損による早期の刃先の破損を回避することが重要です。
実際問題として、非常に鋭く鋭角な切れ刃を製造するには、（大きな切り傷や粗いエッジを防ぐために）ブレード用途には微粒超硬を使用する必要があります。平均粒径1ミクロン以下の超硬を使用しているため、超硬ブレードの性能が向上します。したがって、コバルトの割合と指定されたエッジ形状によって大きく影響されます。中程度から高い衝撃荷重を伴う切削用途には、12 ～ 15 パーセントのコバルトと、約 40 度の刃先角度を持つ刃先形状を指定することが最適です。負荷が軽く、ブレードの長い寿命を重視する用途には、コバルトを 6 ～ 9% 含み、刃先角度が 30 ～ 35° の範囲にある超硬が適しています。
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投稿日時: 2022 年 3 月 18 日
