超硬合金

超硬合金とは

超硬合金とは、周期律表Ⅳa、Ⅴa、Ⅵa族金属の炭化物を Fe、Co、Niなどの鉄系金属で焼結した複合材料を超硬合金（Hartmetalle, hard metals、Cemented Carbide)と称しています。機械的特性が最も優れるものはWC-Co系合金であり、この合金を一般には超硬合金と呼んでいます。いずれの合金も低温硬さはもちろん、高温硬さが優れ、高強度で諸物性が安定であることを特徴としています。WC-Co系合金以外に、切削工具として、耐酸化性を向上させた、 WC-TiC-Co系合金、 WC-TaC-Co系合金、 WC-TiC-TaC-Co系合金が用いられています。
一方、結合相をNiとする超硬合金は、Ni中へのWの固溶量が一定以上で磁性を失い、非強磁性となること、耐食性が向上することによりWC-Ni系合金が提案され、さらにCrの添加によりさらに耐食性が向上することによりWC-Ni-Cr系合金が実用化されています。

図１.超硬合金の組織

超硬合金の製造方法（粉末冶金法）

超硬合金は粉末冶金法という特殊な製法で作られます。
粉末冶金法とは、鉄等の様に熔解や、削ったりして所用形状を得るのではなく、金属粉末をプレスした後、焼き固めて所用形状を得る方法です。
超硬合金はその主成分であるタングステンカーバイドWCの融点が2900℃と高温であることにより、溶製が困難であり粉末冶金法により製造されます。

超硬合金の主な性質

主な特徴は、硬さが大きいこと（ HRAで80から94）、強度が大きいこと（抗折力がおおむね2GPa（200kg/mm²）以上、ヤング率が大きいこと（鉄の約3倍）、比重が大きいこと（鉄の約2倍）などです。
当社では、これらの特徴を活かし、更に改良を加えた独自の超硬合金を製造しています。

耐食性超硬合金

近年、超硬合金は耐食性をも必要とされる用途にも用いられるようになり、耐食に関する研究を通じて、様々な材料を開発し供給しています。

超微粒子超硬合金

マトリックスであるWC粒子を超微粒子化することにより、高強度、高硬度化を実現しています。NTダイカッター、金型部品で威力を発揮しています。

ニッタンロイ耐摩、耐衝撃材種

JIS分類記号	CIS 019D	ニッタンロイ材種	密度（ｇ/ｃｍ³）	硬さ HRA	抗折力（GPa）	圧縮強さ（GPa）	弾性率（GPa）	ポアソン比	ヤング率（GPa）	熱膨張率（×10^-6/K）	熱伝導率（ｗ/ｍ・ｋ）	用途
V10	VM-20	G1	14.6	91.5	1.8	5.5	640	0.19	637	5.0	80.0	最高の耐摩耗性を有しメカニカルシールリング、各種ノズル、ガイド、プッシング、検査ゲージ類などに使用されます。
V20	VM-30	G2	14.9	91.0	2.2	5.0	630	0.20	630	5.1	75.0	最高の耐摩耗性を有しメカニカルシールリング、各種ノズル、ガイド、プッシング、検査ゲージ類などに使用されます。
V30	VM-40	G3	14.7	89.5	2.6	4.7	580	0.21	579	5.3	71.0	金属圧延ロール、ワークレストその他各種機械耐摩耗製品に使用されます。
V30	VM-40	G20	14.5	89.0	2.5	4.4	560	0.22	559	5.5	67.0	金属圧延ロール、ワークレストその他各種機械耐摩耗製品に使用されます。
V40	VM-50	G30	14.2	88.0	3.2	4.3	550	0.22	549	5.7	67.0	一般に金属関係の用途に広く用いられます。衝撃用途に適する代表的な材種であり、精密打抜型、押出成型用金型などに使用されます。
V40	VM-50	G40	14.0	87.5	3.2	4.2	540	0.22	539	5.9	65.0
V50	VM-50	G50	13.8	86.5	3.2	3.8	510	0.23	510	6.2	63.0
超微粒子超硬合金	VF-20	FN10	14.5	92.5	2.5	5.3	570	0.24	570	5.5	━	断裁刃、切断刃、ダイカッター等シャープエッジに対応できます。
	VF-30	FN20	14.3	91.5	2.5	5.1	550	━	549	5.8	71.0
	VF-30	FN30	13.9	90.5	3.1	4.7	540	━	━	6.0	67.0
	VF-40	FN40	13.7	90.0	3.1	4.7	530	━	530	6.2	64.0
超々微粒子超硬合金	VF-40	SF30	13.8	92.0	4.0	4.8	545	━	510	6.0	67.0
超々微粒子超硬合金	VF-40	SF50	13.4	90.5	3.8	3.8	490	━	460	6.4	63.0	超部粒子合金用途において更に寿命向上が期待できます。
参考SKH材			8.7	83.0	3.4	3.7	210	0.3	━	11.0	21.0	高靭性を有し、薄刃、断裁刃に使用できます。

超硬合金「SD1」製品の生産終了のお知らせ
超硬合金「G60」製品の生産終了のお知らせ

ニッタンロイ耐摩、非磁性材種

特徴	CIS ０１９D	ニッタンロイ材種	成分	密度（ｇ/ｃｍ³）	硬さ HRA	抗折力（GPa）	圧縮強さ（GPa）	弾性率（GPa）	ポアソン比	ヤング率（GPa）	熱膨張率（×10^-6/K）	熱伝導率（ｗ/ｍ・ｋ）	用途
耐食性	NM-60	NM15	WC-Ni -Cr	14	86.5	2.5	3.5	530	0.21	530	6.4	50	非磁性金型、抜き型
	NM-40	NR8	WC-Ni	14.8	89.5	2.3	4.2	600	0.20	600	5.7	75	耐食性を必要とする用途一般
	NF-40	NR11	WC-Ni -Cr-Mo	13.5	90.0	2.4	4.6	530	0.21	530	6.1	63
	UM-10	RCCL	WC-TiC -TaC	14.7	94	1.0	3.6	640	0.20	640	4.8	70
	VF-10	RCCFN	WC-TiC -TaC	14.6	95※	1.5	4.1	600	0.20	630	4.75	72	鏡面加工製品、ノズル

NR11、RCCL、RCCFNは非磁性合金です。
※HR3CN

ニッタンロイの耐食性

溶液中または気体中にテストピースを1日静置し、腐食減量を求めました。この結果をDIN4851（ドイツ工業規格）に準拠し、以下のランクに分けて、表示しました。
ランク；腐食減量　　A：優秀；2.4ｇ/m²/day以下、　B：良好；24ｇ/㎡/day以下、　C；十分；72ｇ/m²/day以下、　D：劣る；240ｇ/㎡/day以下、　E：なし；240ｇ/m²/dayより大

ニッタンロイ切削工具材種

JIS分類記号	ニッタンロイ材種	成分	密度（ｇ/ｃｍ³）	硬さ HRA	抗折力（GPa）	圧縮強さ（GPa）	弾性率（GPa）	熱膨張率（×10^-6/K）	熱伝導率（ｗ/ｍ・ｋ）
P10	SN10	WC-TiC-TaC-Co	11.0	92.0	1.6	4.5	520	6.5	29
P20	SN20		12.1	91.5	1.8	4.7	530	6.0	34
	SN25		12.1	91.0	1.9	━	━	━	━
	FL37S		12.7	91.5	2.1	━	━	━	━
P30	SN30		12.7	90.5	2.0	4.9	550	5.5	59
P40	SN40		13.4	89.5	2.4	4.6	550	5.5	59
M10	UN10	WC-TiC-TaC-Co	13.2	92.0	1.6	4.9	570	5.5	50
M10	M102		13.1	92.5	1.7	━	━	━	━
M20	UN20		13.9	91.5	1.7	4.8	560	━	63
M30	UN30		13.7	90.0	2.0	4.7	━	━	━
M40	UN40		13.4	89.5	2.4	4.3	530	5.7	59
K01	UN05	WC-TiC-TaC-Co	14.3	93.0	1.7	6.2	━	━	━
K10	HN10	WC-TiC-TaC-Co	14.2	93.0	1.8	6.1	━	5.5	80
K10	G1	WC-Co	14.6	92.0	1.8	5.5	640	5.0	80
K20	G2		14.9	91.0	2.2	5.0	630	5.1	75
K30	G3		14.7	89.5	2.6	4.7	580	5.3	71
サーメット	DUX30	TiC-TaN-Ni-Mo	6.9	92.5	1.6	━	━	━	━
サーメット	DUX40	TiC-TaN-Ni-Mo	6.5	91.5	1.8	3.9	470	7.0	29

超硬製品の最大製作可能サイズ一覧表