超硬合金复合材料及其制造方法以及超硬工具技术

本发明专利技术提供一种与现有技术相比具有很高的高温强度，并能够抑制破裂和剥离产生的超硬合金与非超硬合金的超硬合金复合材料。一种超硬合金复合材料，其具有由WC－Co系超硬合金构成的超硬合金部、和由合计含有50质量％以上的Ni或Co的金属构成的基材部。该超硬合金复合材料在超硬合金部和基材部之间具有包含超硬合金部的成分和基材部的成分的中间层。该中间层含有γ相分率为80％以上且维氏硬度小于700HV的部分。

Superhard alloy composite materials, manufacturing methods and superhard tools

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】超硬合金复合材料及其制造方法以及超硬工具
本专利技术涉及超硬合金与非超硬合金的超硬合金复合材料及其制造方法以及超硬工具。
技术介绍
目前，已知有涉及仅切削部由超硬合金构成的切削工具的制造方法以及由该制造方法制造的切削工具的专利技术(参照下述专利文献1)。专利文献1中公开了对由高温用工具钢构成的主体部和由超硬合金构成的切削部进行热处理并接合、在切削工具的表面涂敷由金属氧化物、氮化物、碳化物中的至少一种构成的被膜(参照同文献、权利要求项1等)。另外，已知有涉及作为要求耐磨损性的锻造冲头或挤压模、挤压冲头等金属模而有用的低价、高寿命的超硬合金与钢的接合材料及其制造方法的专利技术(参照下述专利文献2)。专利文献2公开了在将Ni作为嵌入材料的超硬合金与钢的接合材料中，Ni嵌入的厚度为0.1mm以上且0.5mm以下，并且Ni嵌入材料的晶格常数为以上且以下，超硬合金的Co量为40重量％以下(参照专利文献2，权利要求项1等)。另外，专利文献2公开上述接合材料的制造方法，该方法中，在碳黑模内按Co量多的顺序充填钢、Ni嵌入材料、超硬合金或Co量不同的超硬合金，在碳黑冲头施加规定的加压力之下，直接向碳黑冲头和模接通电流，进行通电加压烧结(参照专利文献2，权利要求4等)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特表2017－501890号公报专利文献2：日本特开平11－221680号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题在上述专利文献1中记载了通过涂敷被膜，切削工具的机械的性质比涂敷前提高约1.5倍左右(参照专利文献1的第0030段落等)。但是，利用涂敷时，切削工具的高温强度可能不足。另外，在如上述专利文献2那样进行通电加压烧结时，超硬合金的尺寸变化，有可能在接合材料中产生破裂或剥离。本专利技术提供一种高温强度优异，并能够抑制破裂或剥离产生的超硬合金与非超硬合金的超硬合金复合材料。用于解决技术问题的技术方案本专利技术的超硬合金复合材料的特征在于，其是具有由WC－Co系超硬合金构成的超硬合金部、和由合计含有50质量％以上的Ni或Co的金属构成的基材部的超硬合金复合材料，在所述超硬合金部和所述基材部之间具有含有所述超硬合金部的成分和所述基材部的成分的中间层，所述中间层含有γ相分率为80％以上且维氏硬度小于700HV的部分。专利技术效果根据本专利技术，能够提供一种高温强度优异，并且能够抑制破裂和剥离产生的超硬合金复合材料。附图说明图1A是表示本专利技术的实施方式涉及的超硬合金复合材料的一例的截面示意图。图1B是表示本专利技术的实施方式涉及的超硬合金复合材料的一例的截面示意图。图2是表示图1A所示的超硬合金复合材料的一例的截面照片图。图3是表示图2所示的超硬合金复合材料的EPMA测定结果的一例的曲线图。图4是表示本专利技术的实施方式涉及的超硬合金复合材料的制造方法的一例的流程图。图5是表示本专利技术的实施方式涉及的超硬工具的一例的主视图。图6是表示超硬合金部和基材部之间的剥离和破裂的一例的截面照片图。图7是表示超硬合金复合材料的中间层的γ相分率的曲线图。图8是表示超硬合金复合材料的中间层的维氏硬度试验的结果的曲线图。图9A是中间层的XRD的结晶结构解析结果。图9B是中间层的XRD的结晶结构解析结果。图9C是中间层的XRD的结晶结构解析结果。图10是表示超硬合金复合材料的EPMA测定结果的图像图。图11A是表示热处理后的超硬合金复合材料的EPMA测定结果的图像图。图11B是表示热处理后的超硬合金复合材料的EPMA测定结果的图像图。图11C是表示热处理后的超硬合金复合材料的EPMA测定结果的图像图。图11D是表示热处理后的超硬合金复合材料的EPMA测定结果的图像图。具体实施方式以下，参照附图说明本专利技术的超硬合金复合材料及其制造方法以及超硬工具的实施方式。[超硬合金复合材料]图1A及图1B是表示本专利技术的实施方式涉及的超硬合金复合材料10的一例的截面示意图。图2是表示图1A所示的超硬合金复合材料10的一例的截面照片图。本实施方式的超硬合金复合材料10具有由以碳化钨(WC)和钴(Co)为主体的(WC及Co合计含有50质量％以上)WC－Co系超硬合金构成超硬合金部1、和由合计含有50质量％以上的镍(Ni)或Co的金属构成的基材部2。另外，超硬合金复合材料10在超硬合金部1和基材部2之间具有含有超硬合金部1的成分和基材部2的成分的中间层3。该中间层3含有γ相分率为80％以上且维氏硬度小于700HV的部分。构成超硬合金部1的WC－Co系超硬合金在高温强度及耐磨损性上优异。因此，通过具备上述构成，超硬合金复合材料10的高温强度优异，并且能够抑制破裂和剥离的产生。此外，γ相也称为奥氏体相，具有面心立方晶格(FCC：face-centeredcubic)结构。另外，γ相分率使用电子线背散射衍射(EBSD：Electronbackscatterdiffraction)法，例如可以扫描200μm×200μm的范围，根据测定画面上γ相所占的面积而算出。另外，维氏硬度能够通过市场上经销的显显微维氏硬度试验机测定。在图1B所示的例子中，超硬合金复合材料10在超硬合金部1的表面具有涂敷层4。涂敷层可以例如通过使超硬合金部1的表面氮化，或者通过CVD(ChemicalVaporDeposition)法或PVD(PhysicalVaporDeposition)法形成。涂敷层4的材质没有特别限定，例如可以使用碳化钛(TiC)、氮化钛(TiN)、碳氮化钛(TiCN)、氧化铝(Al2O3)、氮化钛铝(TiAlN)、氮化铬(CrN)等。超硬合金复合材料10在超硬合金部1的表面具有涂敷层4，由此可提高超硬合金部1的耐磨损性。超硬合金部1主要由硬质的WC颗粒分散在以Co为结合相的金属相中的WC－Co系超硬合金构成。在超硬合金部1中，Co的量越多，韧性越提高。因此，Co的量越多，越能够抑制超硬合金部1在造型时的破裂和剥离的产生。其相反的一面，随着Co的量的增加，强度及硬度降低。因此，超硬合金部优选Co量为25质量％以上且50质量％以下。由此，可以防止超硬合金复合材料10的超硬合金部1的破裂和剥离，且可以具备例如适用于作为工具的使用的韧性、强度及硬度。此外，超硬合金部1的维氏硬度希望例如400HV以上且1000HV以下。超硬合金部1例如可以含有微量的铬(Cr)、钒(V)、钛(Ti)、钽(Ta)、铌(Nb)。Cr及V能够抑制WC颗粒的粒成长，并提高耐氧化性。Ti、Ta、Nb具有扩大超硬合金组织的健全相域的作用。另外，WC颗粒越微细，强度及韧性越高。因此，超硬合金部1所含的WC颗粒的平均粒径希望为50μm以下。其中，超硬合金部1所含的WC颗粒的平均粒径可以根据切断超硬合金部的被验面的各颗粒的当量圆直径的平均值求出。基材部本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超硬合金复合材料，其特征在于：/n其具有由WC－Co系超硬合金构成的超硬合金部、和由合计含有Ni和Co中的至少一种50质量％以上的金属构成的基材部，/n在所述超硬合金部和所述基材部之间，具有包含所述超硬合金部的成分和所述基材部的成分的中间层，/n所述中间层含有γ相分率为80％以上且维氏硬度小于700HV的部分。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171002 JP 2017-1929511.一种超硬合金复合材料，其特征在于：
其具有由WC－Co系超硬合金构成的超硬合金部、和由合计含有Ni和Co中的至少一种50质量％以上的金属构成的基材部，
在所述超硬合金部和所述基材部之间，具有包含所述超硬合金部的成分和所述基材部的成分的中间层，
所述中间层含有γ相分率为80％以上且维氏硬度小于700HV的部分。


2.如权利要求1所述的超硬合金复合材料，其特征在于：
所述基材部由Ni、Co、Ni基合金、Co基合金、或Ni和Co的混合合金构成。


3.一种超硬合金复合材料，其特征在于：
其具有由WC－Co系超硬合金构成的超硬合金部、和由Ni基合金或Co基合金构成的合金部，
在所述超硬合金部和所述合金部之间，具有含有所述超硬合金部的成分和所述合金部的成分的中间层，
所述中间层包含γ相分率为80％以上且维氏硬度小于700HV的部分。


4.如权利要求1所述的超硬合金复合材料，其特征在于：
所述超硬合金部的Co量为25质量％以上且50质量％以下。


5.如权利要求1所述的超硬合金复合材料，其特征在于：
所述中间层的中心部的γ相分率为80％以上且维氏硬度小于700HV，
所述基材部的维氏硬度低于所述中间层的所述中心部的维氏硬度。


6.如权利要求5所述的超硬合金复合材料，其特征在于：
所述基材部的维氏硬度为200HV以上且小于500HV。


7.如权利要求1所述的超硬合金复合材料，其特征在于：
所述中间层的中心部的γ相分率为90％以上且维氏硬度小于650HV。


8.如权利要求1所述的超硬合金复合材料，其特征在于：
当对所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：白鸟浩史，川中启嗣，小关秀峰，古谷匡，
申请(专利权)人：日立金属株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP