硬质合金和切削工具制造技术

一种硬质合金，包括由碳化钨颗粒构成的第一硬质相和含有Co的结合相，所述硬质合金中Nt/Na的比率为0.9以上，其中，在所述硬质合金的任意表面或任意截面中，将在彼此相邻的碳化钨颗粒各自的表面之间存在5nm以下的距离X的区域称为WC/WC界面，所述表面沿着100nm以上的长度L彼此相对，并且Na表示WC/WC界面的总数，Nt表示这样的WC/WC界面的数目，该WC/WC界面的距离X为1nm以上5nm以下，并且该WC/WC界面中的Co的原子百分比高于所述碳化钨颗粒中的Co的原子百分比的平均值。

Cemented carbide and cutting tools

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】硬质合金和切削工具
本专利技术涉及硬质合金和切削工具。本申请要求基于2017年12月11日提交的日本专利申请No.2017-236855的优先权。该日本专利申请中描述的内容全部通过引用并入本文中。
技术介绍
通常，包括含有碳化钨(WC)作为主要组分的硬质相和含有铁族元素作为主要组分的结合相的硬质合金已被用作用于切削工具的材料。切削工具所需的性能包括强度(例如，横向断裂强度)、韧性(例如，断裂韧性)、硬度(例如，维氏硬度)、耐塑性变形性、耐磨损性等。例如，日本专利待审查公开No.2004-256852(专利文献1)公开了一种硬质合金，该硬质合金通过具有这样的结构从而使其硬度和强度得到提高，该结构包括含有铬的结合相，其中铬的百分比含量朝向与碳化钨颗粒的界面而逐渐增加。此外，日本专利待审查公开No.2005-068515(专利文献2)公开了一种微粒硬质合金，其通过在主要由Co构成的结合相和主要由WC构成的硬质分散相的界面附近并且在硬质分散相的界面附近浓缩Ta来提高韧性。此外，日本专利待审查公开No.2017-088917(专利文献3)公开了一种硬质合金，该硬质合金通过在表面部具有这样的层来增强耐断裂性，该层不含诸如TiC和TaC等化合物(包括其固溶体)的β相并且基本上由碳化钨颗粒和结合相(铁族金属)形成。引用列表专利文献专利文献1：日本专利待审查公开No.2004-256852专利文献2：日本专利待审查公开No.2005-068515专利文献3：日本专利待审查公开No.2017-088917
技术实现思路
根据本公开的硬质合金为这样的硬质合金，其包括含有碳化钨颗粒的第一硬质相和含有Co的结合相，所述硬质合金中Nt/Na的比率为0.9以上，其中，在硬质合金的任意表面或任意截面中，将在彼此相邻的碳化钨颗粒各自的表面之间存在5nm以下的距离X的区域称为WC/WC界面，所述表面沿着100nm以上的长度L彼此相对，并且Na表示WC/WC界面的总数，Nt表示这样的WC/WC界面的数目，该WC/WC界面的距离X为1nm以上5nm以下，并且该WC/WC界面中的Co的原子百分比高于所述碳化钨颗粒中的Co的原子百分比的平均值。根据本公开的切削工具包括根据本公开的硬质合金作为基材。附图说明图1是示出根据一个实施方案的硬质合金的结构的示意图。图2A是用于说明WC/WC界面处的线分析的方法的示意图。图2B是示出WC/WC界面处的线分析的结果的图的实例。具体实施方式[本公开要解决的问题]近年来，在切削加工领域中，随着工件越来越难以切削以及越来越还被加工成复杂形状，切削工具在苛刻的条件下被使用。因此，用作切削工具用基材的硬质合金也需要具有各种改进的性能。特别是，期望具有高韧性的硬质合金。因此，本公开的一个目的是提供一种韧性优异的硬质合金。本公开的另一个目的是提供一种韧性优异的切削工具。[本公开的有益效果]上述硬质合金和上述切削工具的韧性优异。[实施方案的说明]首先，将列举本公开的一个方面的内容。[1]本公开的一个方面中的硬质合金为这样的硬质合金，该硬质合金包括由碳化钨颗粒构成的第一硬质相和含有Co的结合相，所述硬质合金中Nt/Na的比率为0.9以上，其中，在硬质合金的任意表面或任意截面中，将在彼此相邻的碳化钨颗粒各自的表面之间存在5nm以下的距离X的区域称为WC/WC界面，所述表面沿着100nm以上的长度L彼此相对，并且Na表示WC/WC界面的总数，Nt表示这样的WC/WC界面的数目，该WC/WC界面的距离X为1nm以上5nm以下，并且该WC/WC界面中的Co的原子百分比高于碳化钨颗粒中的Co的原子百分比的平均值。在硬质合金中，由于以下WC/WC界面的数目与WC/WC界面的总数具有预定的比率，该WC/WC界面的距离X为1nm以上5nm以下并且该WC/WC界面中的Co的原子百分比高于碳化钨颗粒中的Co的原子百分比的平均值，所以该硬质合金具有优异的韧性并可抑制由热冲击引起的裂纹。据认为，在以下WC/WC界面中，该WC/WC界面的距离X为1nm以上5nm以下并且该WC/WC界面中的Co的原子百分比高于碳化钨颗粒中的Co的原子百分比的平均值，增加了构成WC/WC界面的碳化钨颗粒的密着强度。即，当Na表示WC/WC界面的总数，Nt表示这样的WC/WC界面的数目Nt，该WC/WC界面的距离X为1nm以上5nm以下并且该WC/WC界面中的Co的原子百分比高于碳化钨颗粒中的Co的原子百分比的平均值时，0.9以上的Nt/Na的比率使得硬质合金整体上具有增加的碳化钨颗粒的密着强度。结果，据估计硬质合金的韧性得到改善，并且还增强了对热冲击引起的裂纹的耐性。[2]Nt/Na的比率为0.94以上。如此限定的硬质合金的韧性可以更优异。[3]所述碳化钨颗粒的平均粒径为0.5μm以上5.0μm以下。如此限定的硬质合金确保了：使用硬质合金作为材料制造的切削工具可以平衡作为切削工具的硬度和韧性。[4]相对于硬质合金的任意表面或任意截面，第一硬质相的面积比率为70％至95％且含有Co的结合相的面积比率为5％至30％，并且第一硬质相的面积比率与含有Co的结合相的面积比率的和为100％。如此限定的硬质合金确保了：使用硬质合金作为材料制造的切削工具可以平衡切削工具的硬度和韧性。[5]硬质合金还包括由这样的化合物构成的第二硬质相，该化合物包含钨、选自元素周期表的第4族元素、第5族元素和第6族元素中的除钨以外的一种或多种金属元素、以及选自C、N、O和B的一种或多种元素，并且在所述第二硬质相中，相对于钨和选自元素周期表的第4族元素、第5族元素和第6族元素中的除钨以外的一种或多种金属元素的总量，选自元素周期表的第4族元素、第5族元素和第6族元素中的除钨以外的一种或多种金属元素的质量比为20质量％以上且小于100质量％。如此限定的硬质合金可以在保持硬质合金的硬度的同时，抑制由热冲击或机械冲击引起的裂纹，并且还可以增强耐氧化性和对工件的耐反应性。[6]第二硬质相至少包含Cr作为选自元素周期表的第4族元素、第5族元素和第6族元素中的除钨以外的一种或多种金属元素。如此限定的硬质合金的强度进一步提高，并且可以抑制由热冲击或机械冲击引起的裂纹。[7]相对于硬质合金的任意表面或任意截面，第一硬质相的面积比率和第二硬质相的面积比率的和为70％至95％且含有Co的结合相的面积比率为5％至30％，并且第一硬质相的面积比率、第二硬质相的面积比率和含有Co的结合相的面积比率的和为100％。如此限定的硬质合金确保了：使用硬质合金作为材料制造的切削工具可以平衡作为切削工具的硬度和韧性。[8]根据本公开的一个方面的切削工具包括根据上述[1]至[7]中任一项的硬质合金作为基材。包括韧性优异的硬质合金作为基材的切削工具允许在更苛刻的切削条件下进行加工或者可以在该条件下具有增加的寿命等。[9]切削工具还包括覆盖所述基材的表面的至少一部分的硬质覆膜。包括这样的基材的切削工具可以增强耐磨性等，该基材具有覆盖有硬质覆膜的表面。因此，切削工具允许在进一步更苛刻的切削条件下进行加工或者可以在该条件下具有增加的寿命等。[实施方案的详细说明]下文中，将具体描述本专利技术的实施方案。然而，需注意的是，本专利技术并不限于这些实例。在本说明书中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硬质合金，包括由碳化钨颗粒构成的第一硬质相和含有Co的结合相，所述硬质合金中Nt/Na的比率为0.9以上，其中，在所述硬质合金的任意表面或任意截面中，将在彼此相邻的碳化钨颗粒各自的表面之间存在5nm以下的距离X的区域称为WC/WC界面，所述表面沿着100nm以上的长度L彼此相对，并且Na表示WC/WC界面的总数，Nt表示这样的WC/WC界面的数目，该WC/WC界面的距离X为1nm以上5nm以下，并且该WC/WC界面中的Co的原子百分比高于所述碳化钨颗粒中的Co的原子百分比的平均值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.12.11 JP 2017-2368551.一种硬质合金，包括由碳化钨颗粒构成的第一硬质相和含有Co的结合相，所述硬质合金中Nt/Na的比率为0.9以上，其中，在所述硬质合金的任意表面或任意截面中，将在彼此相邻的碳化钨颗粒各自的表面之间存在5nm以下的距离X的区域称为WC/WC界面，所述表面沿着100nm以上的长度L彼此相对，并且Na表示WC/WC界面的总数，Nt表示这样的WC/WC界面的数目，该WC/WC界面的距离X为1nm以上5nm以下，并且该WC/WC界面中的Co的原子百分比高于所述碳化钨颗粒中的Co的原子百分比的平均值。2.根据权利要求1所述的硬质合金，其中所述Nt/Na的比率为0.94以上。3.根据权利要求1或2所述的硬质合金，其中所述碳化钨颗粒的平均粒径为0.5μm以上5.0μm以下。4.根据权利要求1至3中任一项所述的硬质合金，其中相对于所述硬质合金的任意表面或任意截面，所述第一硬质相的面积比率为70％至95％且所述含有Co的结合相的面积比率为5％至30％，并且所述第一硬质相的面积比率与所述含有Co的结合相的面积比率的和为100％。5.根据权利要求1至3中任一项...

【专利技术属性】
技术研发人员：城户保树，田林大二，今村晋也，
申请(专利权)人：住友电工硬质合金株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP