超硬合金は、最も広く使用されている高速加工 (HSM) 工具材料です。この種の材料は、超硬合金 (通常はタングステンカーバイド WC) 粒子と軟質金屬結合で構成される粉末冶金プロセスによって製造されます?，F(xiàn)在、WCベースの超硬合金には何百もの異なる成分があり、それらのほとんどは結合剤としてコバルト（CO）を使用しており、ニッケル（Ni）とクロム（CR）も一般的に使用されている結合要素であり、さらにいくつかの他の合金要素は追加されます。

単純超硬合金のグレード

金屬切削に使用されるこれらのグレードには、通常、3% – 12% コバルト (重量比) が含まれています。 WC 粒子のサイズ範囲は通常 1 ～ 8 μ M です。他のグレードと同様に、WC の硬度と抗折強度 (TRS) は粒子サイズを小さくすることで改善できますが、靭性は低下する可能性があります。単一タイプのブランドの硬度は通常 89 ～ 93.5hra で、橫方向の破壊強度は通常 1.2 ～ 2.4mpa (175 ～ 350ksi) です。このブランドのパウダーには、リサイクル原料が多數(shù)含まれている場合があります。

純粋なブランドは、CブランドシステムではC1-C4に、ISOブランドシステムではK、N、s、Hブランドシリーズに分けることができます。中間の特性を持つ単純なブランドは、一般的なブランド (C2 や K20 など) として分類できます。粒徑が小さいか、コバルト含有量が少なく、硬度が高いブランドは、仕上げブランド（C4またはK01など）として分類できます。粒度が大きく、コバルト含有量が多く、靭性が高いブランドは、荒加工ブランド (C1 や K30 など) に分類できます。

純タイプの工具は、鋳鉄、200 および 300 シリーズのステンレス鋼、アルミニウムおよびその他の非鉄金屬、高溫合金および硬化鋼の切斷に使用できます。これらのグレードは、非金屬切削 (巖盤および地質掘削ツールなど) の分野でも使用できます。これらのグレードの粒徑は 1.5 ～ 10 μ m (またはそれ以上) の範囲で、コバルト含有量は 6% ～ 16% です。純超硬合金グレードの別の非金屬切削用途は、ダイスとパンチの製造です。これらのグレードは通常、中程度の粒子サイズで、コバルト含有量は 16% ～ 30% です。

微結晶超硬合金のグレード

これらのブランドには通常、6% – 15% コバルトが含まれています。液相焼結のプロセスでは、VCCおよび/または炭化クロムの添加により、粒子成長を制御し、粒子サイズが1μm未満の微細粒子構造を得ることができます。この種の微細粒子グレードは、非常に高い硬度と橫方向の3.45mpa (500ksi) を超える破壊強度。高強度と十分な靭性の組み合わせにより、この種の工具はより大きな正のすくい角を採用することが可能になり、切削抵抗を減らし、金屬材料を押す代わりに切削することでより薄い切りくずを生成できます。

グレードの超硬合金粉末の製造におけるさまざまな原材料の厳密な品質識別、および材料の微細構造における異常な大きな粒子の形成を防ぐための焼結プロセス條件の厳密な管理を通じて、適切な材料特性を得ることができます。微細で均一な粒子サイズを維持するために、原材料とリサイクルプロセスが完全に管理され、広範な品質検査が実施できる場合にのみ、リサイクル粉末を使用できます。

微結晶ブランドは、ISOブランドシステムのmブランドシリーズに従って分類できます。なお、Cブランド制度、ISOブランド制度におけるその他の分類方法はピュアブランドと同様です。微晶質グレードは、より柔らかい被削材を切斷するためのツールを作成するために使用できます。そのようなツールの表面は非常に滑らかに加工でき、非常に鋭い切れ刃を維持できるからです。

微結晶ツールは、1200 ℃ までの切削溫度に耐えることができるため、ニッケル基超合金の加工にも使用できます。超合金やその他の特殊材料の加工では、微結晶グレードのカッターとルテニウム含有純グレードのカッターを使用すると、耐摩耗性、耐変形性、靭性を同時に向上させることができます。微結晶グレードは、せん斷応力を生成する回転ツール (ドリル ビットなど) を作成するために使用されます。 1種類のビットはコンポジットグレードの超硬合金製です。同じビットでも部位ごとに材料中のコバルト含有量が異なるため、加工ニーズに合わせてビットの硬度と靭性を最適化。

超硬合金のグレード

これらのグレードは主に鋼部品の切削に使用され、コバルト含有量は 5% ～ 10% で、粒徑は 0.8 ～ 2 μ M です。削減。 25% 以下の炭化タンタル (TAC) とカービン (NBC) を追加することで、工具の強度、耐摩耗性、耐衝撃性を向上させることができます。このような立方晶炭化物を追加すると、工具の赤色硬度も向上します。これは、高負荷切削や刃先が高溫になる他のプロセスでの工具の熱変形を防ぐのに役立ちます。さらに、炭化チタンは核生成位置を提供し、ワークピース內の立方晶炭化物の分布の均一性を向上させることができます。

一般的に、合金系超硬合金の硬度範囲は 91 ～ 94HRA で、抗折強度は 1 ～ 2KPa (150 ～ 300ksi) です。合金タイプは純正タイプに比べ耐摩耗性が悪く強度は劣りますが、耐凝著摩耗性は良好です。合金グレードは、C グレード システムでは C5 ～ C8、ISO グレード システムでは P および M グレードに分類できます。中間の特性を持つ合金タイプのグレードは、旋削、タッピング、平削り、およびフライス加工に使用できるユニバーサル グレード (C6 または P30 など) として分類できます。最高の硬度グレードは、仕上げおよびキーイング用の仕上げグレード (C8 や P01 など) として分類できます。これらのグレードは通常、必要な硬度と耐摩耗性を得るために、粒子サイズが小さく、コバルト含有量が低くなっています。ただし、より多くの立方晶炭化物を追加することで、同様の材料特性を得ることができます。最高の靭性を持つグレードは、粗加工グレード (C5 または P50 など) として分類できます。これらのグレードは通常、中程度の粒子サイズと高いコバルト含有量を持ち、立方晶炭化物の添加量が少なく、亀裂の成長を抑制して必要な靭性を得ることができます。間欠旋削では、切削工具の表面にコバルト含有量の高いコバルトリッチ材種を採用することで、切削性能をさらに向上させることができます。

炭化チタンの含有量が少ない合金グレードは、ステンレス鋼や可鍛鋳鉄の切斷に使用されますが、非鉄金屬 (ニッケル基超合金など) の加工にも使用されます。これらのブランドの粒子サイズは通常 1 μ m 未満であり、コバルトの含有量は 8% – 12% です。硬度の高いグレード (M10 など) は可鍛鋳鉄の旋削に使用できますが、靭性の高いグレード (M40 など) は鋼部品のフライス加工と平削り、またはステンレス鋼や超合金の旋削に使用できます。

合金タイプの超硬合金グレードは、主に耐摩耗部品の製造など、非金屬の切削用途にも使用できます。これらのブランドの粒子サイズは通常 1.2 ～ 2 μ m で、コバルト含有量は 7% ～ 10% です。これらのブランドの生産では、耐摩耗性部品の適用において高い費用対効果を得るために、通常、リサイクルされた原材料の大部分が追加されます。耐摩耗部品には、非常に高い耐食性と高い硬度が必要です。これらの特性は、そのようなブランドの製造にニッケルと炭化クロムを追加することによって得ることができます。

工具メーカーの技術的および経済的要件を満たすために、超硬粉末は重要な要素です。工具メーカーの機械加工裝置とプロセスパラメータ用に設計された粉末は、完成したワークピースの性能を保証し、數(shù)百の超硬ブランドにつながります。超硬合金材料のリサイクル特性と、粉末サプライヤーと直接連攜できる機能により、ツール メーカーは製品の品質と材料コストを効果的に管理できます。