硬质合金、切削工具以及硬质合金的制造方法技术

提供了一种硬质合金，该硬质合金包含第一硬质相和结合相，第一硬质相由WC组成，结合相由Co、Ni和Cr这三种元素构成，或Co、Ni、Cr和Mo这四种元素构成，当将硬质合金的Co含量表示为M1，将硬质合金中Cr和Mo的总含量表示为M2，将硬质合金中Ni、Cr和Mo的总含量表示为M3，并且将硬质合金中Co、Ni、Cr和Mo的总含量表示为M4时，比率M1/M4为15％至50％，比率M2/M3为15％至40％，富含Cr/Mo的颗粒的面积比率低于1％，其中富含Cr/Mo的颗粒为构成这样的区域的颗粒，在该区域中，在硬质合金的截面元素映射中，Cr和Mo中的至少一者的浓度高于M1与M4的比率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】硬质合金、切削工具以及硬质合金的制造方法
本公开涉及硬质合金、切削工具以及制造硬质合金的方法。本申请要求于2018年11月1日提交的日本专利申请No.2018-206545的优先权。该日本专利申请的全部内容通过引用并入本文。
技术介绍
作为切削工具的基材，硬质合金因其高硬度而被使用。近年来，对切削工具能够切削诸如耐热合金之类的难切削材料的需求日益增加。在切削这种难切削材料的同时，切削工具的刃倾向于具有高温。这倾向于导致工具寿命缩短这一问题。已经尝试缓解工具寿命的这种缩短。例如，专利文献1(日本专利特开No.2014-208889)公开了一种硬质合金(烧结体)，该硬质合金包含具有优异的耐高温性的材料，例如包含Al2O3和/或Al的金属间化合物。例如，专利文献2(日本国家专利公开No.2013-544963)公开了为提高硬质合金的耐热性，硬质合金的结合相中含有Cr和Mo是有效的。引用列表专利文献专利文献1：日本专利特开No.2014-208889专利文献2：日本国家专利公开No.2013-544963
技术实现思路
根据本公开的一个方面的硬质合金为这样的硬质合金，该硬质合金包含第一硬质相和结合相，第一硬质相由WC组成，结合相由Co、Ni和Cr这三种元素构成，或者由Co、Ni、Cr和Mo这四种元素构成，当将硬质合金的Co含量表示为M1，将硬质合金中Cr和Mo的总含量表示为M2，将硬质合金中Ni、Cr和Mo的总含量表示为M3，并且将硬质合金中Co、Ni、Cr和Mo的总含量表示为M4时，M1与M4的比率(M1/M4)为15％以上50％以下，M2与M3的比率(M2/M3)为15％以上40％以下，富含Cr/Mo的颗粒的面积在硬质合金的全部面积中所占的比率低于1％。根据本公开的一个方面的切削工具为包括由该硬质合金组成的基材的切削工具。根据本公开的一个方面的制造硬质合金的方法包括：将第一硬质相的原料粉末和结合相的原料粉末混合，以制备粉末混合物；将粉末混合物加压成形以制备成形体；以及烧结成形体以制作硬质合金，第一硬质相的原料粉末为WC粉末，结合相的原料粉末包含Co粉末和合金粉末，合金粉末为由Ni和Cr组成的合金粉末以及由Ni、Cr和Mo组成的合金粉末中的至少一者，当将结合相的原料粉末的Co含量表示为W1，将结合相的原料粉末中Cr和Mo的总含量表示为W2，将结合相的原料粉末中Ni、Cr和Mo的总含量表示为W3，并且将结合相的原料粉末中Co、Ni、Cr和Mo的总含量表示为W4时，W1与W4的比率(W1/W4)为15％以上50％以下，W2与W3的比率(W2/W3)为15％以上40％以下。附图说明图1为示出了实施例1至17和比较例1至12的试验的结果的图。具体实施方式[本公开要解决的问题]然而，包含Al2O3和Al的金属间化合物为脆性物质。因此，对于包含含有Al2O3和Al的金属间化合物的硬质合金，难以获得能够满足市场需求的足够高的高耐热性和高耐断裂性这两者。此外，向硬质合金中添加Cr和Mo的技术难以应用于切削工具。这是因为，虽然为了确保切削工具所需的一定程度的耐热性，可以增加向硬质合金中添加的Cr和Mo的量，但是这不足以实现所需的耐热性的改善，甚至趋向于最终使硬度降低。如上所述，常规技术不能提供兼具高耐热性和高耐断裂性的硬质合金。本公开的目的是提供兼具高耐热性和高耐断裂性的硬质合金和切削工具，以及制造该硬质合金的方法。[本公开的有利效果]本公开提供了兼具高耐热性和高耐断裂性的硬质合金和切削工具。[实施方案的描述]首先，将给出本公开的各方面的描述。[1]根据本公开的一个方面的硬质合金为包含第一硬质相和结合相的硬质合金，第一硬质相由WC组成，结合相由Co、Ni和Cr这三种元素构成，或者由Co、Ni、Cr和Mo这四种元素构成，当将硬质合金的Co含量表示为M1，将硬质合金中Cr和Mo的总含量表示为M2，将硬质合金中Ni、Cr和Mo的总含量表示为M3，并且将硬质合金中Co、Ni、Cr和Mo的总含量表示为M4时，M1与M4的比率(M1/M4)为15％以上50％以下，M2与M3的比率(M2/M3)为15％以上40％以下，富含Cr/Mo的颗粒的面积在硬质合金的全部面积中所占的比率低于1％，其中所述富含Cr/Mo的颗粒为构成这样的区域的颗粒，在该区域中，在硬质合金的截面元素映射中，Cr和Mo中的至少一者的浓度高于M1与M4的比率。硬质合金的比率M1/M4为15％以上50％以下，因此结合相的Co含量(质量％)是适当的。通过这种构成，硬质合金的烧结性提高，从而可以改善硬质合金的耐断裂性。此外，硬质合金也具有15％以上40％以下的比率M2/M3，因此结合相中Cr和Mo的总含量(质量％)是适当的。通过这种构成，硬质合金可以具有更高的耐热性。在Cr和Mo的总含量方面，Mo含量可为0质量％。相反，当M1/M4低于15％时，Co含量(质量％)不足，因此硬质合金的耐断裂性降低；并且当M1/M4超过50％时，M2的比率相对降低，从而耐热性降低。当M2/M3低于15％时，Cr和Mo的总含量(质量％)不足，因此硬质合金的耐热性降低；并且当M2/M3超过40％时，Cr和Mo中的至少一者不能与Ni和Co充分形成固溶体，而是以碳化物和/或金属间化合物的形式存在于硬质合金中，从而导致耐热性降低以及耐断裂性降低。此外，根据本公开的一个方面的硬质合金还具有小于1％的富含Cr/Mo的颗粒的面积比率。富含Cr/Mo的颗粒为包含高比率的Cr和Mo中的至少一者的颗粒(将在下文描述详细情况)。在下文中，将构成富含Cr/Mo的颗粒的化合物统称为“Cr/Mo化合物”。在硬质合金中，Cr和Mo可以作为金属存在，并且也可以作为Cr/Mo化合物存在。当在硬质合金中作为金属存在时，Cr和Mo可以有助于改善硬质合金的耐热性；然而当作为Cr/Mo化合物存在时，Cr和Mo对于耐热性的改善没有帮助。Cr/Mo化合物甚至导致硬质合金的断裂韧性降低。这是因为Cr/Mo化合物本身是脆性物质。表述“作为金属存在”是指对象与硬质合金中的其他金属元素形成合金。与Cr和Mo形成合金的这些其他金属元素的实例包括Co和Ni。在根据本公开的一个方面的硬质合金中，由Cr/Mo化合物组成的富含Cr/Mo的颗粒的面积比率低于1％，因此，作为Cr/Mo化合物存在的Cr和Mo中的至少一者的比率足够低，并且Cr和Mo中的至少一者中的大部分作为金属存在。因此，在该硬质合金中，可以充分地减轻由于富含Cr/Mo的颗粒引起的耐热性的降低和断裂韧性的降低。因此，根据本公开的一个方面的硬质合金可以兼具足够高的高耐热性和高耐断裂性，以满足市场需求。[2]硬质合金还包含第二硬质相，第二硬质相由这样的化合物组成，该化合物为选自由元素周期表的第4族元素(如Ti、Zr、Hf)和第5族元素(如V、Nb、Ta)组成的组中的至少一种第一元素以及选自由C、N、O和B组成的组中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硬质合金，该硬质合金包含第一硬质相和结合相，/n所述第一硬质相由WC组成，/n所述结合相由Co、Ni和Cr这三种元素构成，或者由Co、Ni、Cr和Mo这四种元素构成，/n当将所述硬质合金的Co含量表示为M1，将所述硬质合金中Cr和Mo的总含量表示为M2，将所述硬质合金中Ni、Cr和Mo的总含量表示为M3，并且将所述硬质合金中Co、Ni、Cr和Mo的总含量表示为M4时，/nM1与M4的比率为15％以上50％以下，/nM2与M3的比率为15％以上40％以下，/n富含Cr/Mo的颗粒的面积在所述硬质合金的全部面积中所占的比率低于1％，/n其中所述富含Cr/Mo的颗粒为构成这样的区域的颗粒，在该区域中，在所述硬质合金的截面元素映射中，Cr和Mo中的至少一者的浓度高于所述M1与M4的比率。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181101 JP 2018-2065451.一种硬质合金，该硬质合金包含第一硬质相和结合相，
所述第一硬质相由WC组成，
所述结合相由Co、Ni和Cr这三种元素构成，或者由Co、Ni、Cr和Mo这四种元素构成，
当将所述硬质合金的Co含量表示为M1，将所述硬质合金中Cr和Mo的总含量表示为M2，将所述硬质合金中Ni、Cr和Mo的总含量表示为M3，并且将所述硬质合金中Co、Ni、Cr和Mo的总含量表示为M4时，
M1与M4的比率为15％以上50％以下，
M2与M3的比率为15％以上40％以下，
富含Cr/Mo的颗粒的面积在所述硬质合金的全部面积中所占的比率低于1％，
其中所述富含Cr/Mo的颗粒为构成这样的区域的颗粒，在该区域中，在所述硬质合金的截面元素映射中，Cr和Mo中的至少一者的浓度高于所述M1与M4的比率。


2.根据权利要求1所述的硬质合金，还包含第二硬质相，所述第二硬质相由这样的化合物组成，该化合物为选自由元素周期表的第4族元素和第5族元素组成的组中的至少一种第一元素以及选自由C、N、O和B组成的组中的至少一种第二元素的化合物。


3.根据权利要求2所述的硬质合金，其中所述化合物为碳化物。


4.根据权利要求3所...

【专利技术属性】
技术研发人员：山西贵翔，津田圭一，
申请(专利权)人：住友电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP