代表的な超硬工具材料

超硬合金にTaC（NbC）を添加することは、その性能を向上させる効果的な方法です。TiC/Ni/Mo合金では、TiCの一部をWCやTaCなどの靭性に優れた炭化物で置換することで、超硬合金の性能が向上し、用途が広がります。WCとTaCの添加により、以下の効果が得られます。

● 強靭性
● 弾性率
● 塑性変形に対する耐性
● 高温強度

また、熱伝導性と耐熱衝撃性も向上し、断続切削に適した工具となります。WC-Co合金では、TaC、NbC、Cr3C2、VC、TiC、HfCなどの炭化物を0.5～3%（質量分率）添加することで性能を向上させることができます。主な目的は以下のとおりです。

● 粒子の微細化
● 著しい再結晶化を起こさずに均一な結晶構造を維持する
● 靭性を損なうことなく硬度と耐摩耗性を向上させる

さらに、これらの添加剤は次の効果を高めます。

● 高温硬度
● 高温強度
● 耐酸化性

切削中に、強靭で自己補償性のある酸化膜が形成され、特定の金属または合金の加工時に凝着摩耗と拡散摩耗を防ぎます。これにより工具の耐摩耗性が向上し、クレーター摩耗と逃げ面摩耗に対する耐性が向上します。これらの利点は、超硬合金中のコバルト含有量が増加するにつれて、より顕著になります。

● 1～3％（質量分率）のTaC（NbC）を含む超硬合金は、超硬鋳鉄、合金鋳鉄を含む各種鋳鉄の加工が可能です。
● YG6A、YG8N、YG813など、質量分率3～10%のTaC（NbC）を含む低コバルト合金は汎用性が高く、以下の加工が可能です。

チルド鋳鉄
ダクタイル鋳鉄
非鉄金属
ステンレス鋼、硬化鋼、高温合金などの難加工材料

これらは一般に汎用合金（YW）として知られています。コバルト含有量を適切に増加させることで、このタイプの超硬合金の強度と靭性が向上し、難削材の荒加工や断続切削に適しています。用途は以下のとおりです。

● 大型鋳鋼品および鍛造品の皮剥ぎ
● オーステナイト鋼および耐熱合金の旋削、平削り、フライス加工
● 大きなすくい角、大きな切削断面、中低速での加工
● 自動旋盤​​、半自動旋盤、多機能旋盤での荒加工
● ドリル、ギアホブ、その他刃先強度の高い工具の製造**

WC-TiC-Co合金では、TiC含有量が多すぎると熱割れに対する感受性が高まり、脆化が促進されます。低TiC・高コバルトWC-Ti-Co合金にTaCを添加すると、以下の効果が得られます。

● 強靭性
● 耐熱性
● 耐酸化性

TiCは耐熱衝撃性を低下させますが、TaCがこれを補うため、合金はフライス加工に適しています。TaCの代わりに、NbCやHf-Nb炭化物（質量分率：Hf-60%、Nb-40%）などの安価な代替材料を使用できます。TiC-Ni-Mo合金では、TiN、WC、TaCを同時に添加することで、以下の特性が大幅に向上します。

● 硬度
●曲げ強度
● 耐酸化性
● 熱伝導率

高温（900～1000℃）で。