超硬合金と

超硬合金とは、炭化タングステンや炭化チタン等の硬質な金属炭化物をコバルトやニッケル等の鉄系金属で焼結して作られる合金のことです。

超硬合金の主な特徴としては、硬度が高く、鉄やステンレスよりも硬く、ダイヤモンドに次ぐ硬さを誇っています。また、高温でも硬度が落ちにくいため、超硬合金は、耐磨性が要求されるような金属加工用の切削工具等によく用いられています。たとえば、難削材や特殊鋼等は、耐熱性や耐摩耗性など様々な特性を持つため、通常の工具では加工することが難しいです。そこで、超硬合金でできた工具を用いることで加工する事ができるようになります。また超硬合金でできた工具はその硬度を活かし加工精度の向上にも大きく役立っています。

超硬合金の作り方

超硬は、主な材料である炭化タングステンの融点が2,900℃と高いため、鉄のように熔解して製造することは困難です。このため、超硬合金は、粉末冶金法という特殊な製法によって作られます。粉末冶金法とは、金属粉末をプレスしたあと、焼き固めるという製造方法のことです。つまり、超硬合金は、炭化タングステンを金属粉圧にして、1,300℃~1,500℃の高温で焼き固めるという方法で製造されます。その際の結合材としてコバルト等の鉄系金属粉末を使います。

代表的な超硬合金加工品
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超硬加工(超硬合金の加工)方法

超硬合金は、非常に高い硬度を有する金属です。したがって、超硬合金を加工する際は、基本的には、ダイヤモンド砥石による研削加工、あるいは、ワイヤーや電極による放電加工のどちらかの方法で加工することになります。
超硬合金は、その高い硬度から砥石を大きく損耗させる材料のため、通常の工具では加工が困難です。そこで、超硬合金よりも硬度の高いダイヤモンド砥粒を用いたダイヤモンドホイールでの研削加工が一般的です。
また、放電加工は、放電現象を利用した加工方法で、電極とワークの間で、微小な放電を繰り返し発生させて加工を行います。ワークが導電性を有していれば、材料硬度に関わらず、精度良く複雑な形状を加工することができるため、超硬合金の加工に用いられます。