超硬合金についてどれくらい知っていますか?

超硬合金は、粉末状の 1 つまたは複数の高融点炭化物 (タングステン カーバイド、チタン カーバイドなど) を主成分とし、結合剤として金属粉末 (コバルト、ニッケルなど) を含む合金です。粉末冶金プロセスを通じて製造されます。超硬合金は主に高速切削工具や硬くて靭性のある材料の切削工具の製造に使用されます。また、冷間加工金型、精密ゲージ、衝撃や振動に強い耐摩耗性の高い部品の製造にも使用されています。

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▌超硬合金の特性

(1)高硬度、耐摩耗性、赤硬度が高い。
超硬合金は室温で 86 ~ 93 HRA の硬度を示し、これは 69 ~ 81 HRC に相当します。900~1000℃の温度でも高い硬度を維持し、耐摩耗性に優れています。超硬合金は高速度工具鋼と比較して、4~7倍の切削速度と5~80倍の寿命を実現します。硬度50HRCまでの高硬度材の切削が可能です。

(2)高強度、高弾性率。
超硬合金は、最大6000MPaの高い圧縮強度と(4-7)×10^5MPaの範囲の弾性率を有しており、いずれも高速度鋼よりも高くなります。ただし、曲げ強度は比較的低く、通常は 1000 ~ 3000 MPa の範囲です。

(3)耐食性、耐酸化性に優れています。
硬質合金は一般に、大気腐食、酸、アルカリに対して優れた耐性を示し、酸化しにくいです。

(4)線膨張係数が低い。
超硬合金は、線膨張係数が低いため、動作中に安定した形状と寸法を維持します。

(5)成形品は追加の機械加工や再研磨を必要としません。
超硬合金は硬度が高く脆いため、粉末冶金による成形や焼結後にさらに切削や再研磨を受けることはありません。追加加工が必要な場合は、放電加工、ワイヤーカット、電解研削、砥石による特殊研削などの方法が用いられます。通常、特定の寸法の硬質合金製品は、ツール本体または金型ベースにろう付け、接着、または機械的にクランプされて使用されます。

▌ 一般的な硬質合金の種類

一般的な硬質合金の種類は、組成と性能特性に基づいて、タングステン - コバルト、タングステン - チタン - コバルト、およびタングステン - チタン - タンタル (ニオブ) 合金の 3 つのカテゴリに分類されます。製造で最も広く使用されているのは、タングステン - コバルトおよびタングステン - チタン - コバルトの硬質合金です。

(1)タングステンコバルト硬質合金:
主成分は炭化タングステン(WC)とコバルトです。グレードはコード「YG」とそれに続くコバルト含有率で表されます。たとえば、YG6 は、コバルト含有量が 6%、タングステンカーバイド含有量が 94% のタングステン - コバルト硬質合金を示します。

(2)タングステン-チタン-コバルト硬質合金:
主成分は炭化タングステン(WC)、炭化チタン(TiC)、コバルトです。グレードはコード「YT」とそれに続く炭化チタン含有率で表されます。たとえば、YT15 は、炭化チタン含有量が 15% のタングステン - チタン - コバルト硬質合金を示します。

(3)タングステン-チタン-タンタル(ニオブ)硬質合金:
このタイプの超硬合金は、万能超硬合金または汎用超硬合金としても知られています。主成分は炭化タングステン(WC)、炭化チタン(TiC)、炭化タンタル(TaC)、炭化ニオブ(NbC)、コバルトです。グレードはコード「YW」(中国語で硬い、普遍を意味する「Ying」と「Wan」の頭文字)とそれに続く数字で表されます。

▌超硬合金の用途

(1)切削工具の材質:
超硬合金は、旋削工具、フライス、カンナ刃、ドリルなどの切削工具材料の製造に広く使用されています。タングステン コバルト超硬合金は、鋳鉄などの鉄金属および非鉄金属の短い切りくず加工に適しています。 、真鍮鋳造、複合木材。タングステン-チタン-コバルト超硬合金は、鋼やその他の鉄金属の長い切りくず加工に適しています。合金の中でコバルト含有量が多いものは荒加工に適しており、コバルト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を加工する際の工具寿命が大幅に長くなります。

(2)金型材料:
超硬合金は、冷間引抜き金型、冷間スタンピング金型、冷間押出金型、冷間圧造金型などの材料としてよく使用されます。

硬質合金冷間圧造金型は、衝撃や強い衝撃条件下で摩耗を受けます。必要とされる主な特性は、優れた衝撃靱性、破壊靱性、疲労強度、曲げ強度、および優れた耐摩耗性です。通常、中程度から高程度のコバルト含有量と中程度から粗粒の合金が選択されます。一般的なグレードにはYG15Cが含まれます。

一般に、超硬合金材料の耐摩耗性と靱性の間にはトレードオフの関係があります。耐摩耗性を向上させると靭性は低下し、靭性を向上させると必然的に靭性も低下します。

使用中に初期割れや損傷が発生しやすい銘柄を選択する場合は、より靭性の高い銘柄を選択するのが適切です。選択したブランドが使用中に早期摩耗や損傷が発生しやすい場合は、硬度が高く、耐摩耗性に優れたブランドを選択するのが適切です。以下のグレード: YG15C、YG18C、YG20C、YL60、YG22C、YG25C 左から右へ、硬度が低下し、耐摩耗性が低下し、靱性が向上します。それどころか、その逆も真です。

(3) 測定工具及び耐摩耗部品
超硬は、研磨面のインレーや測定工具の部品、研削盤の精密ベアリング、センタレス研削盤のガイドやガイドバー、旋盤センターなどの耐摩耗部品に使用されています。


投稿時間: 2023 年 8 月 2 日