非磁性超硬合金材料の開発と製造は、新しい超硬合金材料の重要な現れです。超硬合金は、元素周期表の IV A、VA、VI A 族の高融点金属炭化物 (炭化タングステン WC など) と鉄族の遷移金属 (コバルト Co、ニッケル Ni、鉄 Fe) を粉末冶金産業を通じて結合相として使用します。上記炭化タングステンは非磁性ですが、Fe、Co、Niはいずれも磁性を持っています。非磁性合金を製造するには結合剤としてNiを使用することが必須条件です。
WC Ni系非磁性超硬合金を得るには以下の方法があります。1．炭素含有量を厳密に管理
WC Co 合金と同様に、炭素含有量は WC Ni 合金の結合相における W の固溶体容量に影響を与える主な要因です。すなわち、合金中の炭素化合物相の炭素含有量が低いほど、Ｎｉ結合相中のＷの固溶容量は大きくなり、その変動範囲は約１０〜３１％となる。Ni結合相中のWの固溶率が17%を超えると減磁してしまう。この方法の本質は、炭素含有量を減らし、結合相中のWの固溶量を増やすことによって非磁性の硬質合金を得ることです。実際には、理論上の炭素含有量よりも低い炭素含有量の WC 粉末が通常使用されるか、低炭素合金を製造するという目的を達成するために混合物に W 粉末が添加されます。しかし、炭素含有量を制御するだけで非磁性合金を製造することは非常に困難です。
2. クロムCr、モリブデンMo、タンタルTaを添加
高炭素 WC-10% Ni (重量%) 合金は、室温で強磁性を示します。0.5% を超える Cr、Mo、および 1% の Ta を金属の形で添加すると、ハイカーボン合金は強磁性から非磁性へ転移する可能性があります。Cr を添加すると、合金の磁気特性は炭素含有量に依存しなくなり、Cr は W と同様に合金の結合相に大量に固溶した結果として得られます。Mo と Ta を含む合金は、合金に変化するだけです。一定の炭素含有量を含む非磁性合金。結合相における Mo と Ta の固溶体が少ないため、それらのほとんどは WC 内の炭素を捕捉するだけで、対応する炭化物または炭化物固溶体を形成します。その結果、合金組成が低炭素側にシフトし、結合相中のWの固溶量が増加する。MoとTaを添加する方法は、炭素含有量を低減して非磁性合金を得る方法である。Cr の添加ほど制御は容易ではありませんが、純粋な WC-10% Ni 合金よりも炭素含有量の制御が比較的容易です。炭素含有量の範囲が 5.8 ～ 5.95% から 5.8 ～ 6.05% に拡大されました。
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投稿時間: 2023 年 10 月 9 日
