高融点金属と結合金属との硬質化合物を粉末冶金法により製造した合金材料。超硬合金は、高硬度、耐摩耗性、優れた強度と靱性、耐熱性、耐食性などの一連の優れた特性を備えており、特にその高硬度と耐摩耗性は500℃の温度でも基本的に変化せず、依然としてその特性を維持しています。 1000℃で高硬度。超硬は、鋳鉄、非鉄金属、プラスチック、化学繊維、黒鉛、ガラス、石材、普通鋼などの切削用の旋削工具、フライス、カンナ、ドリル、ボーリング工具などの工具材料として広く使用されています。耐熱鋼、ステンレス鋼、高マンガン鋼、工具鋼などの難削材の切断にも使用できます。新しい超硬工具の切断速度は炭素鋼の数百倍です。
超硬合金の応用
(1) 工具材質
超硬は工具材料の中で最も多く使用され、旋削工具、フライス、プレーナ、ドリルなどに使用されます。その中でもタングステンコバルト超硬は、鉄および非鉄金属の短い切りくず加工や、金属の加工に適しています。鋳鉄、真鍮鋳物、ベークライトなどの非金属材料。タングステン-チタン-コバルトカーバイドは、鋼などの鉄金属の長期加工に適しています。チップ加工。同じような合金でも、コバルトの含有量が多いものは荒加工に適しており、コバルトの含有量が少ないものは仕上げ加工に適しています。汎用超硬合金は、ステンレス鋼などの難削材の加工において、他の超硬合金に比べて格段に長寿命を実現します。
(2) 金型材質
超硬合金は、主に冷間引抜ダイス、冷間パンチングダイス、冷間押出ダイス、コールドピアダイスなどの冷間加工用ダイスに使用されます。
超硬冷間圧造金型には、衝撃や強い衝撃などの耐摩耗加工条件下で、優れた衝撃靱性、破壊靱性、疲労強度、曲げ強度、耐摩耗性が要求されます。通常、YG15C などの中程度および高コバルトおよび中程度および粗粒の合金グレードが使用されます。
一般に超硬合金の耐摩耗性と靱性の関係は、耐摩耗性が高くなると靱性が低下し、靱性が高くなると必然的に耐摩耗性が低下するという相反する関係にあります。したがって、合金グレードを選択する際には、加工対象物や加工作業条件に応じた特定の使用要件を満たす必要があります。
選択したグレードが使用中に早期亀裂や損傷を起こしやすい場合は、より高い靭性を備えたグレードを選択する必要があります。選択したグレードが使用中に早期摩耗や損傷を起こしやすい場合は、より高い硬度と優れた耐摩耗性を備えたグレードを選択する必要があります。 。以下のグレード：YG15C、YG18C、YG20C、YL60、YG22C、YG25C 左から右に、硬度が低くなり、耐摩耗性が低くなり、靱性が高くなります。それどころか、その逆が真実です。
(3) 測定工具及び耐摩耗部品
超硬は、耐摩耗面のインレーや測定工具の部品、研削盤の精密軸受、センタレス研削盤のガイド板やガイドロッド、旋盤の天板などの耐摩耗部品に使用されています。
結合剤金属は一般に鉄族金属であり、通常はコバルトとニッケルです。
超硬合金を製造する際、選択される原料粉末の粒径は1～2ミクロンであり、純度は非常に高いです。原料を所定の組成比で分注し、アルコール等を加えて湿式ボールミルで湿式粉砕し、十分に混合、粉砕します。混合物をふるいにかけます。次に、混合物を顆粒化し、圧縮し、バインダー金属の融点（1300 ～ 1500 °C）に近い温度まで加熱すると、硬化相とバインダー金属が共晶合金を形成します。冷却後、硬化相は結合金属からなる格子内に分布し、互いに密接に結合して固体全体を形成します。超硬合金の硬さは硬化相の含有量と結晶粒径に依存し、硬化相の含有量が多いほど、また結晶粒が微細であるほど硬度は高くなります。超硬合金の靭性は結合金属によって決まります。バインダー金属の含有量が多いほど、曲げ強度は高くなります。
1923年、ドイツのシュラーター社は、炭化タングステン粉末に結合剤としてコバルトを10～20％添加し、炭化タングステンとコバルトの新しい合金を発明しました。ダイヤモンドに次ぐ硬度を誇ります。初めて作られた超硬合金。この合金でできた工具で鋼を切断すると、刃先がすぐに摩耗し、刃先に亀裂が入ってしまいます。 1929 年に米国のシュワルツコフ社は、元の組成に一定量の炭化タングステンと炭化チタンの複合炭化物を添加し、鋼の切削における工具の性能を向上させました。これは超硬合金開発の歴史におけるもう一つの成果です。
超硬合金は、高硬度、耐摩耗性、優れた強度と靱性、耐熱性、耐食性などの一連の優れた特性を備えており、特にその高硬度と耐摩耗性は500℃の温度でも基本的に変化せず、依然としてその特性を維持しています。 1000℃で高硬度。超硬は、鋳鉄、非鉄金属、プラスチック、化学繊維、黒鉛、ガラス、石材、普通鋼などの切削用の旋削工具、フライス、カンナ、ドリル、ボーリング工具などの工具材料として広く使用されています。耐熱鋼、ステンレス鋼、高マンガン鋼、工具鋼などの難削材の切断にも使用できます。新しい超硬工具の切断速度は炭素鋼の数百倍です。
超硬は、削岩工具、採掘工具、穴あけ工具、測定工具、耐摩耗部品、金属研磨材、シリンダーライナー、精密ベアリング、ノズル、金型（伸線ダイス、ボルトダイス、ナットダイスなど）の製造にも使用できます。 、およびさまざまなファスナー金型、超硬合金の優れた性能により、徐々に以前の鋼製金型が置き換えられました。
その後、コーティング超硬も登場しました。 1969年、スウェーデンは炭化チタンコーティング工具の開発に成功しました。工具のベースはタングステン-チタン-コバルトカーバイドまたはタングステン-コバルトカーバイドです。表面の炭化チタンコーティングの厚さはわずか数ミクロンですが、同ブランドの合金工具と比較して、寿命は3倍に延長され、切断速度は25％〜50％向上します。 1970 年代には、難削材の切削用に第 4 世代のコーティング工具が登場しました。
超硬合金はどのようにして焼結されるのでしょうか？
超硬合金は、炭化物と 1 つ以上の高融点金属のバインダー金属の粉末冶金によって製造される金属材料です。
M主要生産国
超硬合金は世界 50 か国以上で生産されており、総生産量は 27,000 ～ 28,000 トンです。主な生産国は米国、ロシア、スウェーデン、中国、ドイツ、日本、英国、フランスなどです。世界の超硬合金市場は基本的に飽和状態です。 、市場競争は非常に激しいです。中国の超硬合金産業は 1950 年代後半に形成され始めました。 1960 年代から 1970 年代にかけて、中国の超硬合金産業は急速に発展しました。 1990年代初頭、中国の超硬合金の総生産能力は6000トンに達し、超硬合金の総生産量は5000トンに達し、ロシア、米国に次ぎ、世界第3位となった。
トイレカッター
①タングステン・コバルト超硬合金
主成分は炭化タングステン（WC）とバインダーのコバルト（Co）です。
そのグレードは「YG」（中国語のピンインで「硬質およびコバルト」）と平均コバルト含有率で構成されます。
たとえば、YG8 は平均 WCo=8% を意味し、残りはタングステンカーバイドのタングステンコバルトカーバイドです。
TICナイフ
②タングステン・チタン・コバルトカーバイド
主成分は炭化タングステン、炭化チタン（TiC）、コバルトです。
そのグレードは、「YT」（中国語のピンイン接頭語で「硬い、チタン」の2文字）と炭化チタンの平均含有量で構成されます。
たとえば、YT15 は平均 WTi=15% を意味し、残りはタングステンカーバイドおよびコバルトを含むタングステン-チタン-コバルトカーバイドです。
タングステン チタン タンタル ツール
③タングステン・チタン・タンタル（ニオブ）超硬合金
主成分は炭化タングステン、炭化チタン、炭化タンタル（または炭化ニオブ）、コバルトです。この種の超硬合金は、一般超硬合金または万能超硬合金とも呼ばれます。
そのグレードは、「YW」（中国語の発音接頭辞「ハード」と「ワン」）とシーケンス番号（YW1 など）で構成されます。
性能特性
超硬溶接インサート
高硬度（86～93HRA、69～81HRC相当）。
良好な熱硬度（900～1000℃まで、60HRCを維持）。
耐摩耗性が良好です。
超硬切削工具は高速度鋼に比べて4～7倍の速さで、5～80倍の工具寿命を誇ります。金型や測定工具の製造においては、合金工具鋼の20～150倍の寿命を誇ります。 50HRC程度の高硬度材も切断可能です。
しかし、超硬合金は脆くて加工ができず、複雑な形状の工具を一体で作ることが困難です。したがって、さまざまな形状のブレードが作成されることが多く、これらは溶接、接着、機械的クランプなどによって工具本体または金型本体に取り付けられます。
特殊形状バー
焼結
超硬合金焼結成形とは、粉末をビレット状に加圧し、焼結炉に入れて一定の温度（焼結温度）まで加熱し、一定時間（保持時間）保持した後、冷却して超硬合金を得る方法です。必要な特性を備えた超硬材料。
超硬合金の焼結プロセスは、次の 4 つの基本段階に分けることができます。
1: 発泡剤を除去して仮焼成する段階で、焼結体は次のように変化します。
成形剤の除去は、焼結初期の温度上昇に伴って、成形剤が徐々に分解または蒸発し、焼結体が除去される。種類、数量、焼結方法が異なります。
粉末表面の酸化物が還元されます。焼結温度では、水素はコバルトとタングステンの酸化物を還元することができます。成形剤を真空中で除去して焼結すると、炭素と酸素の反応は強くありません。粉末粒子間の接触応力が徐々に解消され、結合金属粉末が回復・再結晶化し始め、表面拡散が起こり始め、ブリケット化強度が向上する。
2：固相焼結段階（800℃～共晶温度）
液相が出現する前の温度では、前段階のプロセスが継続することに加えて、固相の反応と拡散が激しくなり、塑性流動が促進され、焼結体は大きく収縮します。
3: 液相焼結段階 (共晶温度 – 焼結温度)
焼結体中に液相が現れると、収縮は速やかに完了し、その後結晶変態が起こり、合金の基本構造と構造が形成されます。
4：冷却段階（焼結温度～室温）
この段階では、冷却条件の違いにより、合金の構造と相組成に多少の変化が生じます。この機能を使用して超硬合金を加熱し、その物理的および機械的特性を向上させることができます。
投稿日時: 2022 年 4 月 11 日
