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第31号バインダレス超硬合金“RCCL”“RCCFN”の諸特性

1. はじめに

 バインダレス超硬合金は、優れた粉末冶金技術を応用して、世界に先駆けて当社が開発しました。一般の超硬合金のように金属結合相Co、Niを含有せず、従来の超硬合金では得られなかった優れた硬さ、耐食性、耐酸化性を有した超硬合金です。一種のセラミックスと言え、一般のセラミックスと比較して高靱性である事が特徴です。耐摩・耐食製品としてオリジナル製品を数多く供給しており、その技術は超硬工具協会賞受賞を始めとして、各界から高い評価を受けています。

2. バインダレス超硬合金の諸特性

 バインダレス超硬合金RCCL、RCCFNには、以下の優れた特徴があります。

(1)機械的特性
 表1 には、バインダレス超硬合金RCCL 、RCCFNの機械的特性をWC-Co系超硬合金G30(V30)と比較して示しています。硬質相のみで形成されるためHRA93以上、RCCFNは世界最高クラスの硬度を有します。図1には、RCCL、RCCFN、G30(V30)の合金組織写真(×1000)を示します。

(2)耐食性・耐酸化性
 RCCL、RCCFNは化学的特性に劣る金属を含まず、耐食・耐酸化性の化学的特性は超硬合金の常識を大きく越えたものを有します。超硬合金の腐食は一般に結合相金属の優先的溶出によりますが、その反応をともなわないバインダレス超硬合金は優れた耐食性を有します。
 図2には3%NaCl水溶液(擬海水)中での陽極分極曲線を示していますが、WC-Co、WC-Niに比べ電流密度は低く耐食性に優れていることが分かります。図3には気中500℃での酸化試験による表面粗さ変化を示します。バインダレス超硬合金は優れた耐酸化性を示すことが分かります。

(3)鏡面加工性
 組織的に均一の硬質相から構成されますので、鏡面加工時、炭化物相と金属相の硬度差により生じていた凹凸を防止できます。また、優れた焼結技術による欠陥(ポア)の防止により、平滑で高面粗度の鏡面が得られます。

(4)高剛性
 ヤング率も大きくセラミックと比較し高強度を示し、熱膨張は小さく、熱伝導率が高く、高温での成形金型として優位性を発揮します。

(5)しゅう動特性
 金型等の固体潤滑条件下では耐摩耗性を有し、金属凝着摩耗性が低く低摩擦係数を実現できます。ポンプ部材等の流体潤滑条件下では、安定潤滑膜を形成し安定しゅう動が得られます

3. バインダレス超硬合金の用途

 バインダレス超硬合金は、優れた耐摩耗性・耐食性腐食によりポンプ部材を始めとして、さまざまな用途に用いられています。
【RCCL】
 RCCLは優れた耐摩・耐食性、しゅう動特性によりメカニカルシール材として幅広く用いられています(図4)。メカニカルシール材には安全性について厳しい要求があります。そこで国際審査機関へ依頼し、その環境安定性、信頼性に関して審査を受けています。WRc(Water Resources Committee、水資源委員会:WHO世界保健機関のCollaborating Centre)からは飲料水用に適した材料としてレポートを受領致しております。また、安定した生産技術、製品の高信頼性により、最も厳しい管理要求が求められる原子力発電所用シールリングとして認可を受けております。

【RCCFN】
 RCCFNはバインダレス超硬を当社独自の技術により超微粒子化(〜0.6μm)し、超硬合金中で最高の硬さを有した材料です(日本国特許;特許第2813005号)。優れた鏡面加工性を有しており、粉末・樹脂成型用金型、鏡面工具にも適した材料です(図5)。また、アブレィシブ摩耗、しゅう動摩耗等に優れ、非磁性で耐食・耐酸化性にも優れていることより、様々な用途で大幅な性能向上が期待できます。

4. まとめ

 バインダレス超硬合金は、優れた耐摩・耐食性によりさまざまな用途に用いられています。詳細な使用条件等はお問い合わせ下さい。

(超硬部品部 製造技術Gr)

ニッタン技報 

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