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耐摩耗・耐衝撃工具関連超硬合金とは

超硬合金とは
超硬合金とは、周期律表Wa、Xa、Ya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

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
V10VM-20G114.691.51.85.56400.196375.080.0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。
V20VM-30G214.991.02.25.06300.206305.175.0
V30VM-40G314.789.52.64.75800.215795.371.0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。
G2014.589.02.54.45600.225595.567.0
V40VM-50G3014.288.03.24.35500.225495.767.0一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。
G4014.087.53.24.25400.225395.965.0
V50VM-50G5013.886.53.23.85100.235106.263.0
超微粒子
超硬合金
VF-20FN1014.592.52.55.35700.245705.5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-30FN2014.391.52.55.15505495.871.0
VF-30FN3013.990.53.14.75406.067.0
VF-40FN4013.790.03.14.75305306.264.0
超々
微粒子
超硬合金
VF-40SF3013.892.04.04.85455106.067.0
VF-40SF5013.490.53.83.84904606.463.0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8.783.03.43.72100.311.021.0高靭性を有し、薄刃、断裁刃に使用できます。
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-60NM15WC-Ni
-Cr
1486.52.53.55300.215306.450非磁性金型、抜き型
NM-40NR8WC-Ni14.889.52.34.26000.206005.775耐食性を必要とする用途一般
NF-40NR11WC-Ni
-Cr-Mo
13.590.02.44.65300.215306.163
UM-10RCCLWC-TiC
-TaC
14.794.01.03.66400.206404.870
VF-10RCCFNWC-TiC
-TaC
14.695.0※1.54.16000.206304.972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/u/day以下、 C;十分;72g/m2/day以下、 D:劣る;240g/u/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)
P10SN10WC-TiC-TaC-Co11.092.01.64.55206.529
P20SN2012.191.51.84.75306.034
SN2512.191.01.9
FL37S12.791.52.1
P30SN3012.790.52.04.95505.559
P40SN4013.489.52.44.65505.559
M10UN10WC-TiC-TaC-Co13.292.01.64.95705.550
M10213.192.51.7
M20UN2013.991.51.74.856063
M30UN3013.790.02.04.7
M40UN4013.489.52.44.35305.759
K01UN05WC-TiC-TaC-Co14.393.01.76.2
K10HN1014.293.01.86.15.580
G1WC-Co14.692.01.85.56405.080
K20G214.991.02.25.06305.175
K30G314.789.52.64.75805.371
サーメットDUX30TiC-TaN-Ni-Mo6.992.51.6
DUX406.591.51.83.94707.029

超硬製品の最大製作可能サイズ一覧表

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