コーティング勾配超硬合金

- Feb 27, 2021-

コーティングマトリックスの調製は、高性能のコーティンググレードの超硬合金製品を得るための重要な問題です。 コーティングは、適切な基材と組み合わせて、目的の特性を実現する必要があります。 勾配構造の表面コバルトリッチ合金マトリックスは、コーティングの刃先をより強くし、コーティングの亀裂伝播抵抗を改善し、基板とコーティングの間の結合強度、およびツールの曲げ強度を改善します。 超硬合金インサートの引っかき強度試験は、勾配構造のコーティングされたインサートのマトリックスからコーティングへの強度が、非勾配構造のコーティングされたインサートのそれよりも強いことを示している。 超硬インサートの切削実験では、ベースとコーティング組成が同じ場合、勾配構造コーティングを施した超硬インサートの切削性能が、非勾配構造でコーティングされた超硬インサートの切削性能よりも優れていることも示されています。


勾配超硬合金基板は、セグメント化された焼結プロセスによって調製することができます。 第一段階の予備焼結では、サンプルを窒素保護下で加熱し(加熱速度は5°C /分)、温度を400°Cに上げて1時間脱ろうします。 温度が1380°Cの場合、合金は1時間緻密化され、その後室温まで冷却されます。 グラジエント焼結の第2段階では、予備焼結後のサンプルを室温から真空下で焼結温度まで上昇させ、2時間保持した後、炉で室温まで冷却します。


窒素含有超硬合金勾配焼結は真空雰囲気で行われ、合金内部の窒素活性は表面窒素活性よりも大きく、内部窒素原子は表面に向かって拡散します。 ただし、N原子とTi原子の間には強い熱力学的結合があります。 したがって、液相焼結温度では、合金中の窒素原子が液相を通って拡散します。