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公開番号2025161065
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-24
出願番号2024063956
出願日2024-04-11
発明の名称超硬合金およびこれを用いた切削工具
出願人株式会社不二越
代理人弁理士法人酒井国際特許事務所,個人
主分類C22C 29/08 20060101AFI20251017BHJP(冶金;鉄または非鉄合金;合金の処理または非鉄金属の処理)
要約【課題】高硬度材の切削加工において、耐久性に優れた切削工具に適した超硬合金およびそれを用いた切削工具を提供することを課題とする。
【解決手段】本発明の超硬合金は、WCを含有する硬質相と、Coを質量%で7%以上13%以下の範囲で含有する結合相と、を有する超硬合金において、WCの平均粒径を0.37μm以上0.48μm以下の範囲として、かつWC粒径の変動係数を0.39以上0.45以下の範囲とする。また、超硬合金の硬さをロックウェルAスケールで92.5HRA以上95HRA以下の範囲とする。さらに、超硬合金の硬さの値を超硬合金の抗折力の値で除した値を19以上29以下の範囲とする。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
ＷＣを含有する硬質相と、Ｃｏを質量％で７％以上１３％以下の範囲で含有する結合相と、を有する超硬合金であって、前記ＷＣの平均粒径は０．３７μｍ以上０．４８μｍ以下の範囲であり、かつ前記ＷＣ粒径の変動係数は０．３９以上０．４５以下の範囲であることを特徴とする超硬合金。
続きを表示（約 280 文字）【請求項２】
前記超硬合金の硬さは、ロックウェルＡスケールで９２．５ＨＲＡ以上９５ＨＲＡ以下の範囲であることを特徴とする請求項１に記載の超硬合金。
【請求項３】
前記硬さの値を前記超硬合金の抗折力の値で除した値は、１９以上２９以下の範囲であることを特徴とする請求項２に記載の超硬合金。
【請求項４】
前記結合相に含有するＣｏは、質量％で７％以上９％以下の範囲であることを特徴とする請求項３に記載の超硬合金。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の超硬合金からなることを特徴とする切削工具。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、切削工具などの材料に使用される超硬合金および切削工具に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、難削材の切削加工に適した切削工具への需要が高まっている。難削材には種類があり、うち焼入鋼やダイス鋼などといった高硬度鋼の切削加工については、切削工具自体の耐摩耗性（硬さ）が求められるほか、さらに小径の切削工具に関しては、耐折損性（強度（抗折力））も併せて求められる。
【０００３】
例えば、特許文献１では高強度で抗折力のばらつきの小さいＷＣ基の超硬合金として、ＷＣ平均粒径が１．２μｍ以下、Ｃｏ量が重量％で５～１５％、Ｃｒ、Ｖ、Ｔａ、Ｎｂの１種以上を質量％で０．４～１．５％含有し、かつＣｏが細部まで均一に分散していることを特徴とする合金を用いた切削工具が開示されている。
【０００４】
また、特許文献１内では、抗折力の測定（抗折試験）時の破壊起点としてＷＣ粒子の凝集体を挙げており、ＷＣの凝集は超硬合金内のＣｏ濃度の不均一さが原因と推定し、Ｃｏ濃度のばらつきを小さくすることで、ＷＣの凝集を防止し、抗折力のばらつきが低減できると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００９ー１２０９０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１においては超硬合金の耐摩耗性（硬さ）自体への具体的（定量的）な言及はなされておらず、本発明者は高硬度材の切削加工に適した超硬合金として、耐摩耗性（硬さ）と耐折損性（抗折力）がどのような範囲であることが望ましいのか、定める必要があると考えた。
【０００７】
また、耐摩耗性（硬さ）と耐折損性（抗折力）を兼ね備えるために必要な超硬合金の要素として、硬質相を形成するＷＣの平均粒径および粒径ばらつきに着目し、高硬度材の切削加工に耐え得る耐摩耗性（硬さ）を実現するようなＷＣ平均粒径を有すること、かつ耐折損性（抗折力）を実現するべくＷＣ粒径ばらつきを低減することを課題に据えた。そこで、本発明は高硬度鋼の切削加工において、耐久性に優れた切削工具に適した超硬合金およびそれを用いた切削工具を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述した課題を解決するために、超硬合金の発明については、平均粒径が０．３７μｍ以上０．４８μｍ以下の範囲であるＷＣを含有する硬質相とＣｏを質量％で７～１３％含有する結合相を有して、ＷＣ粒径の変動係数を０．３９以上０．４５以下の範囲とする超硬合金とした。
【０００９】
また、硬さをロックウェルＡスケールで９２．５ＨＲＡ以上９５ＨＲＡ以下の範囲とする。このとき、耐摩耗性（硬さ）と耐折損性（抗折力）のバランスを表す指標として、下記の式１の通り、当該硬さの値を超硬合金の抗折力の値で除した値である「Ｚ」を定義し、この「Ｚ」値を１９以上２９以下の範囲とする。なお、結合相に含有するＣｏを質量％で７～９％の範囲とすることが好ましい。切削工具の発明については、前述した超硬合金を母材とした切削工具とする。
Ｚ＝（硬さ（ＨＲＡ））／（抗折力（ＧＰａ））・・・（式１）
【発明の効果】
【００１０】
本発明の超硬合金は、ＷＣを含有する硬質相と、Ｃｏを質量％で７％以上１３％以下の範囲で含有する結合相と、を有する超硬合金において、ＷＣの平均粒径を０．３７μｍ以上０．４８μｍ以下の範囲とすることで、本発明の超硬合金を原料とした切削工具は高硬度材の切削加工に耐え得る耐摩耗性（硬さ）を実現した。
（【００１１】以降は省略されています）

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