マイクロスラリージエツトエロージョン法を用いた超硬合金の表面強度評価:エロージョン粉解析による損傷機構の考察

摘要

WC-Co系超硬合金（以下，超硬合金）は切削ェ 具や金型に広く用いられる材料であるが，硬脆な 複合材料であるため，切削工具などの最終製品と して要求される多様な性能を簡便な方法で迅速に 評価することが難しい.そのため，超硬合金の開 発や製造における特性評価では，硬さ，抗折力， 破壊靱性値などによる材料試験が一般的である 例えば，古くから超硬合金の材料特性の表示には 硬度と抗折力が用いられている.しかし摩耗や欠けなどに代表される最終製品としての超硬合金 の損傷形態やその大きさ·規模は多種多様であり， 超硬合金の製造法や組成などによっても複雑に変 化する.そのため，従来の材料試験ではそのよ うな損傷に対する材料特性を十分評価できないと いう問題がある.新しい評価原理に基づく異なる 特性評価が可能になれば，新たな材料試験法の一 つとして，超硬合金の開発や品質管理に貢献でき る.%WC-Co alloys are widely used as cutting and mold tools due to their high hardness, but their performance is difficult to evaluate with conventional tests. We have applied the micro slurry-jet erosion (MSE) test, which we have developed, to evaluate the surface strength of WC-Co alloys. The objective of this study is to understand the erosion mechanism of the WC-Co alloy in order to demonstrate the usefulness of the MSE test. Four specimens (Co content: 6～19 wt.%, WC grain size: 0.6～0.8 μm) were tested with angular alumina particle with an equivalent sphere diameter of 41μm as erodent. The erosion debris was collected from the impacted slurry and analyzed with SEM and EDS, together with the observation of the eroded surfaces and cross-section. The erosion rate of the MSE increased with increasing Co content. The erosion debris was categorized into two types according to size, shape and composition of the particles. The erosion mechanism of the WC-Co alloy was determined to be removal of WC or WC and Co due to intergranular fracture. It was concluded that the MSE test has the possibility of evaluation for strength against intergranular fracture caused by impact force.