超硬加工・製造なら大阪のプロテクノ堺!超硬合金の製造方法

超硬加工で使用される超硬合金とは?超硬合金の製造方法や種類をご紹介!

超硬加工に用いられる超硬合金がどのように製造されているかをご存知でしょうか?超硬合金というのは人の手によって作り出された人工的な金属で、鉄などのような天然の金属ではありません。ここでは超硬合金がどのように作られているのか、その製造方法を中心にその種類なども併せてご紹介します。

超硬合金の製造方法

パソコンを使って説明する作業服の男性

超硬加工に用いられる超硬合金は、鉄などのような天然の金属ではなく人の手によって作り出された人工的な金属です。超硬合金はどのように製造されるのでしょうか?ここでは超硬合金の製造方法についてご紹介します。

材料の配合・混合

超硬合金の主な材料は、タングステンカーバイドとコバルトです。メインとなるのはタングステンカーバイドでコバルトは結合材として使用されます。この2つに加えて添加物を所定の割合で配合し、ボールミルやアトライターで混合するのが最初の工程です。

乾燥・造粒

最初の工程で混合した原料となる粉末を真空攪拌機で乾燥させ、その粉末をある程度の大きさの粒状に造粒します。

基礎形状にプレス・押出

続いては、乾燥させ造粒した粉末を基礎形状にプレスして押出する工程です。材種別に配合された原料となる粉末をドライ・シップやウェット・シップにより圧粉体と呼ばれる状態にします。

予備焼結・成型

続いての工程は、予備焼結・成型です。予備焼結とは、本焼結する前に形を保持する能力を増すために行う低い温度での予備的な焼結のことで、後から製品形状に加工できるよう550~900℃という低めの温度範囲で熱処理を行います。そして予備焼結したものを切削加工などにより成型すれば、ここまでの工程は完了です。

本焼結

最後の工程は本焼結で、予備焼結とは違い1300~1500℃の高温で真空焼結します。その後製品に応じた降温時間で冷却して製品に破損などがないかを確認し、アルゴンガスを加圧媒体とした熱処理で超硬合金の内部に残留したものを除去すれば完成です。

大阪で超硬合金の製造や超硬製品の精密加工ができる会社をお探しの方は、プロテクノ堺までお気軽にご相談ください。

JIS規格による超硬合金の種類

二つのナット

超硬合金と一口にいってもその種類は1つだけではありません。ここではJIS規格による超硬合金の種類についてご紹介します。ちなみにJIS規格とは、日本の国家規格のことで、日本の産業製品に関する規格や測定法などが定められたものです。

超硬合金

超硬合金は、JIS記号でHWと表示されます。超硬合金は、その主成分が炭化タングステンで、金属および硬質の金属化合物から成る人工的に作られた金属です。また、硬質相粒の平均粒径が1μm以上であるものと定義されています。主に切削工具の材料として使用され、ダイヤモンドに次ぐといわれる硬さや強度の高さが特徴です。

超微粒超硬合金

超微粒超硬合金は、JIS記号でHFと表示されます。超微粒超硬合金もまた、その主成分を炭化タングステンとしており、金属および硬質の金属化合物から成る人工的に作られた金属である点は、超硬合金と同じです。ただ、こちらは硬質相粒の平均粒径が1μm未満であるものと定義されています。一般的な超硬合金よりも硬さや強度が高い点が大きな特徴です。

現在では、超微粒超硬合金をさらに微細化した超々微粒子超硬合金も開発され商品化されており、従来の超微粒超硬合金よりも3倍から5倍の寿命向上が可能となっています。

サーメット

サーメットは、JIS記号でHTと表示されます。サーメットはセラミックスのように硬く、メタルのように強いという意味を持つ合成語です。サーメットは、超硬合金がその主成分を炭化タングステンとしているのに対し、炭化チタンを主成分としています。また、超硬合金が結合材としてコバルトを使用するのに対し、サーメットはニッケルを使用しているところも異なる点です。

被覆超硬合金

被覆超硬合金は、JIS記号でHCと表示されます。超硬合金の表面に炭化チタンや窒化チタン、酸化アルミニウム、ダイヤモンド、ダイヤモンドカーボンといったものを、1層または多層に化学的・物理的に被覆させたものが被覆超硬合金です。現在では旋削加工における中心的位置を占める素材となっています。

大阪で超硬合金の製造や超硬加工ができる会社をお探しの方はぜひご相談を!

今回は、超硬合金がどのように作られているのか、製造方法を中心にその種類なども合わせてご紹介しました。超硬合金は、鉄などのような天然の金属とは違い、人の手によって作り出された人工的な金属で、ダイヤモンドに次ぐ硬さや強度の高さを誇り、今や切削工具などの材料として欠かせない存在となっています。

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