塑性加工工具用イゲタロイ材質特性
製品例と適用材種
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超硬合金イゲタロイ | ニュー セラミックス |
合成 ダイヤモンド |
セラミック コーティング |
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| 一般用 | 超微粒 | 冷間用 粗 粒 |
熱間用 粗粒・超粗粒 |
耐食 非磁性 |
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| H,D,G系 | AF,F,A系 | GH系 | GH-R系 | WF系 | M系 | |||||
| H1 D2 G5 KH03 KH05 |
AF1 F1 A1 |
GH65 GH70 GH80 |
GH32R GH48R GH880R GH211R |
WF22 WF50 WF56 |
M23S M63S |
NS461 (Si3N4) RZ601 (ZrO2) |
DA90 DA150 スミクリスタル |
CVD PVD |
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| 熱間圧延用 ロール |
ＮＴブロックミルロール | ● | ||||||||
| スリーブ式ロール | ● | |||||||||
| 異形棒鋼用ロール | ● | |||||||||
| パイプ用三方ロール | ● | |||||||||
| 銅線用ロール | ● | |||||||||
| ピンチローラー・ガイドローラー | ● | |||||||||
| 冷間圧延用 ロール |
ゼンジミアロール | ● | ● | |||||||
| フォーミングロール | ● | ● | ||||||||
| サイジングロール | ● | ● | ||||||||
| ダンデムミルロール | ● | |||||||||
| 高圧機械 部品 |
プランジャー | ● | ||||||||
| シリンダーライナー | ● | |||||||||
| バルブ | ● | ● | ● | ● | ||||||
| アンビルコア | ● | ● | ● | |||||||
| 機械装置 部品 |
ポンプ軸、軸受 | ● | ● | |||||||
| 光ファイバーカッター | ● | ● | ||||||||
| ノズル | ● | ● | ● | ● | ||||||
| ボーリングバー | ● | |||||||||
| レースセンター | ● | ● | ||||||||
| 繊維切断ナイフ | ● | ● | ||||||||
| 電子機器 関連部品 |
グリーンシートカッター | ● | ● | |||||||
| グリーンシートパンチ | ● | ● | ● | |||||||
| テープクリーナー | ● | ● | ||||||||
| ＩＣ実装爪 | ● | ● | ● | ● | ● | |||||
| ＩＣボンディングツール | ● | ● | ● | ● | ||||||
| 冷間加工用 工具 |
鍛造ダイ、パンチ | ● | ● | ● | ||||||
| 順送打抜き金型 | ● | |||||||||
| 缶用金型 | ● | ● | ● | |||||||
| 曲げ、絞り金型 | ● | ● | ● | ● | ||||||
| 粉末成形金型 | ● | ● | ● | ● | ● | |||||
| 引抜き、押出しダイス | ● | ● | ||||||||
| マンドレル、プラグ | ● | ● | ● | |||||||
| 細線用ダイス | ● | ● | ||||||||
| 温熱間 加工用 工具 |
鍛造ダイ、パンチ | ● | ||||||||
| 熱間シャー刃 | ● | |||||||||
| 成形金型 | ● | |||||||||
| 剪断加工用 工具 |
鋼板用サイドトリマー | ● | ||||||||
| 鋼板用シャーブレード | ● | ● | ||||||||
| チョッパーナイフ | ● | |||||||||
| ギャングスリッター | ● | |||||||||
| リード線カッター | ● | ● | ● | |||||||
| 紙裁断用スリッター | ● | ● | ||||||||
| 磁気テープスリッター | ● | ● | ||||||||
| スポーツ レジャー その他用 |
ゴルフ、野球、スパイク | ● | ● | |||||||
| エアレーションパイプ | ● | |||||||||
| 鉛筆削刃 | ● | ● | ||||||||
| ■拡がる塑性加工工具用イゲタロイ材質 ↑TOP |
一般耐摩耗材種をルーツをする超合金「イゲタロイ」は、その後の研究開発の積み重ねにより数々の材種シリーズへと発展。さらに、コーティング、セラミックス、合成ダイヤモンドなどの新素材の登場と、それらの特性を最大限にいかした工具設計により、塑性加工用工具、耐摩部品の応用分野が一段と拡がっています。
一般耐摩用材種は、基本的なWC-Co組成からなる耐摩耗性に富んだ超硬合金で、冷間ロール、スリッター、機械部品等幅広い用途で活用されています。
| ■イゲタロイ材種の代表特性 ↑TOP |
●一般耐摩耗用Ｈ.Ｄ.Ｇシリーズ
●超微粒合金シリーズ
●超々微粒合金
●耐食非磁性合金Ｍシリーズ
●熱間圧延用超粗粒合金ＧＨ○○０Ｒシリーズ
●熱間圧延用均質合金ＧＨ○○１Ｒシリーズ
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●温熱間鍛造用合金ＷＦシリーズ
●冷間耐衝撃ＧＨ○○シリーズ
●熱間圧延用粗粒合金ＧＨ○○Ｒシリーズ
●軽量超硬合金
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| ■イゲタロイ材種の物理的、機械的特性 ↑TOP |
※下記特性値は実測データ－のため、代表特性値とは若干異なります。
| ■イゲタロイ材種の電気・磁気的、化学的、熱的特性 ↑TOP |
| ■イゲタロイ材種別特性比較(１) ↑TOP |
●室温および高温における結合相量と硬度との関係
●室温および高温におけるピッカース硬度抗析力とのとの関係
| 同一粒度では結合相量の増加と共に、また同一結合相量では粒度が大きくなるほど硬度が低下する。高温(48℃)における硬度は、常温に対し約20%低下する。また、ＷＣ-Ｎi-Ｃr合金とＷＣ-Ｃo合金では、低下の割合はほぼ等しい。 |  |
| 室温では、粒度を微細化することにより抗析力の向上が図られている。高温(48℃)では、ＷＣ粒度＜２μｍの材質についてみるとＷＣ-Ｎi-低Ｃｒ合金(Ｍ23Ｓ、Ｍ63Ｓ)、ＷＣ-Ｃo合金(Ｄ２、Ｇ５)ともに約10%抗析力が低下する。 |  |
| 抗析力の測定方法は右図のように、矩形断面の資料を指示台に乗せ、中央に静荷重をかけて破壊させることにより、次式で抗析力を算出する。 |  |
●結合相量とヤング率との関係
| 結合相量の比率が高く、かつＣｒ量の多い材質では、ＷＣ-Ｃoに比べヤング率が若干低くなっている。また、結合相量が10%以下で、かつＣr量の少ない材質では、ＷＣ-Ｃo合金とほぼ同等である。 |  |
●ピッカース硬度と破壊靭性Ｋ1c値との関係
| Ｋ1c(ケーワンシー)は、破壊靭性を示す値で、キレツの伝播(進展)抵抗の程度を知るうえで重要な特性である。一般に硬度が高くなるとＫ1cは低下する。破壊靭性に関する評価法として、ピッカース圧痕法とスリット法とがある。 |  |
| ■イゲタロイ材種別特性比較(２) ↑TOP |
| ＷＣ-Ｎi-Ｃr合金は、同一粒度、同一結合相量の場合、ＷＣ-Ｃo合金より圧縮強度がやや低めになっている。しかし、粒度による影響の方が大きく、微粒化により圧縮強度の向上を図ることが出来る。 |  |
右図に圧縮試験用治具を示す。試験の上下端にＡL箔を入れ平行度の補正を行っている。
●圧縮強度試験における応力一歪曲線
| 図は、歪と圧縮応力との関係を示すもので、破壊に至る過程は、ＷＣ-Ｎi-Ｃr合金とＷＣ-Ｃo合金とは同様の関係を示している。 |  |
抗析力の測定方法は右図のように、矩形断面の資料を指示台に乗せ、中央に静荷重をかけて破壊させることにより、次式で抗析力を算出する。
●硬度と耐摩耗性との関係
| 耐摩耗性は硬度と強い相関関係があり、硬度が高い程、耐摩耗性は向上する。なお、ＨＩＰ処理による耐摩耗性への影響は殆どみられない。 |  |
本耐摩耗性試験方法を右図に示す。鋼の回転板に試験片を当て、アルミナ砥粒をこすりつける方法によって１回あたりの重量減により、超硬合金の耐摩耗性を表す。
| 本耐摩耗性試験方法を右図に示す。鋼の回転板に試験片を当て、アルミナ砥粒をこすりつける方法によって１回あたりの重量減により、超硬合金の耐摩耗性を表す。 |  |
●磁気特性(ＷＣ-Ｃo合金とＷＣ-Ｎi-Ｃr合金のヒステリシス曲線）
| ＷＣ-Ｃo合金では、Ｃo量の増加とともに飽和磁気量が増加する。また、抗磁力はＣo相の厚みが薄くなる(ＷＣ粒度が微細になる)につれ増加する。このため、ＡＦ１(粒度0.5μm)はＤ２(粒度1.7μm)に比べ大きな抗磁力値を示す。一方、ＷＣ-Ｎi-Ｃr合金(Ｍ01Ｕ，Ｍ23Ｓ，Ｍ63Ｓ、Ｍ71Ｃなど)の磁気特性はごく微小であり、室温でも飽和磁気量は、ほぼ０である。これは結合相のＣoに比しＮiの磁気量が小さい事と、結合相中にＷが固溶している為、金属としての磁気特性を示さないことによる。 |  |
| ■イゲタロイ材種別特性比較(３) ↑TOP |
●加熱温度と酸化増量との関係
| 図は、試料を大気炉中で30分間所定温度に加熱保持した後、放冷し酸化増量を測定したもので、超微粒ＷＣ(0.7μm)を使用した材質(Ｍ01Ｕ、Ｍ12Ｕ、Ｍ61Ｕ)の酸化増量が極めて少なく、とくにＣr含有量の多いＭ61Ｕでは、1000℃においてもほとんど増量していない。 |  |
●結合相量と腐食減量との関係(10%ＮＨＯ3(25℃24Ｈr)の例)
| 結合相量の増加に伴い、腐食減量が増加する。また、腐食減量は組成の影響を強く受ける。結合相をＣoからＮiに置換し、さらにＣrを添加したＷＣ-Ｎi-Ｃｒ合金は、ＷＣ-Ｃo合金に比べて非常に優れた耐腐食性を示している。 |  |
●熱伝導率への結合相量の影響
| 熱伝導率は、結合相量にはわずかしか依存しない。またＷＣ-Ｎi-Ｃr合金は、ＷＣ-Ｃo合金よりも熱伝導率が低くなっているが、この理由は熱を伝えると思われる結合相にＷが多く固溶し、原子振動の伝達を妨げているからと推測される。 |  |
●熱伝導率へのＷＣ粒度の影響
| 熱伝導率は、ＷＣ粒度に依存し、粒度が大きくなる程、熱伝導率は高くなる。これは、熱を伝える結合相の平均自由行程と、ＷＣと結合相の粒界の面積差によるものと思われる。 |  |
| 熱伝導率の測定に用いたレーザーフラッシュ法の原理図を右図に示す。 |  |
