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プロジェクトの基本情報

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2017年3月24日更新

耐酸化性に優れた超硬合金

株式会社 ノトアロイ(旧株式会社 サン・アロイ)

プロジェクト名 温・熱間鍛造用高耐久性金型材料の開発
対象となる川下分野 自動車、産業機械
川下企業におけるニーズの対応 高耐久性(耐熱性、耐食性、耐摩耗性の向上など)
上記ニーズに対する具体的な数値 従来の超硬合金に比べ耐酸化性4倍以上!
事業実施年度 平成19年度~平成21年度
事業化状況 補完研究中(完成に向けて現在研究中)
対象としている素材 超硬合金

プロジェクトの詳細

プロジェクトに至った背景・経緯
鍛造は生産性に優れるため、金属材料の成形技術として広く利用されているが、熱間鍛造では金型材料の寿命が短いという問題がある。冷間鍛造では超硬合金(WC-Co)が金型材料として広く利用されているが、500℃以上では結合相であるCoの軟化のために、使用が難しい。またハイス材料を利用すると、超硬合金に比べて硬度が低いため、摩耗量が大きくなるなどの懸念があった。
そこで本研究では、独立行政法人 産業技術総合研究所で開発されたアルミナイド金属間化合物の低温合成成形技術と高硬度で耐酸化性に優れたWC-FeAl超硬合金をベースとして、新たな金型材料及びその製造に関する技術を開発することを目指した。
研究開発のポイント
熱間鍛造において、超硬合金(WC-Co)は500℃以上で結合相であるCoの軟化のため使用することが難しく、ハイス材等を使用すると摩耗量が大きくなってしまうため、さらなる高速度化、複雑化、難加工材へ対応する新しい金型材料が求められている。
本研究では、高硬度で耐酸化性に優れるFeAl金属間化合物をCoの代替として、結合相に用いることで、超硬合金としての耐酸化性を向上させ、高温で使用可能な材料開発を行っている。
研究開発の具体的な成果
WC-FeAl超硬合金としては、結合相のFeAl金属間化合物への添加元素の検討やWC粒度分布の検討等を行い、最終的には、機械特性値HRA80、抗折強度2.9GPa、破壊靱性値23.7MN/m3/2を同時に満たす材料を開発した。これはWC-FeAl系超硬合金としては世界最高の機械特性である。さらに、高温での衝撃破壊強度が従来超硬より優れていることも明らかにした。また、現状ではφ140までの均一な大型成形体の焼結が可能である。
利用イメージ、今後の活用が見込める分野・製品等
通電焼結(SPS)等の焼結金型としては、一般的に黒鉛型が用いられるが、強度不足により高圧下での焼結ができない。高圧下で行う場合は従来超硬合金(WC-Co)を使用するが、高温では繰り返し使用すると変形する。しかし、WC-FeAl系超硬合金では、例えば,1GPaで500℃あるいは、600MPaで700℃といった、高圧下でかつ高温での焼結が可能である。通電焼結用金型としては実績があり、今後も活用が期待できる。また、従来超硬合金ほど強度が必要でなく、耐熱性、耐酸化性が要求される耐熱治具や耐熱部材への活用が見込まれる。

事業化への取り組み

知財・広報活動 特許権は2010年10月1日に「超硬合金及び超硬工具」として出願し、2013年7月5日に登録済である(特許第5305206号)。また、広報活動として2013年度超硬工具協会賞に応募し、技術功労賞を受賞した。
今後の見通し 金型材料として、熱間鍛造分野での利用を目指して、製造プロセスを見直し、強度向上に努めている。また、実績のある通電焼結(SPS)用金型としては知名度も上がっており、さらに利用が期待される。その他耐熱材料として引き合いがあり、試作・トライを実施中である。
当初の目標を踏まえた
上での達成度や
新たな課題
当初の目標であった熱間鍛造用金型としては事業化に至っていない。耐酸化性は申し分ないが、従来の超硬合金に比べ室温での強度が約25%低いため事業化には至っておらず、強度向上に向けた研究を実施している。
川下産業からの引き合い状況
(件数等、内容)
温・熱間鍛造分野、通電焼結用金型、耐熱治具として引き合いが約10件ある。通電焼結用金型としては採用いただき、高評価を得ている。

研究開発の体制

事業管理機関 財団法人 石川県産業創出支援機構
法認定事業者 株式会社 ノトアロイ
研究実施機関 株式会社 ノトアロイ
独立行政法人 産業技術総合研究所
株式会社 ケージーテクニカル
金沢工業大学

PRコメント

弊社は、研究開発に積極的に取り組んでいます。サポイン事業では研究段階であったWC-FeAl系超硬合金の製造工程のから添加材、WC粒度分布の検討等を行い、WC-FeAl系超硬合金としては、世界最高の機械的強度を得ることができました。また、通電焼結によりφ140までの均質な大型成形体の製作が可能となりました。さらに強度向上に向けた研究を実施しています。
弊社ではWC-FeAl系超硬合金以外にも、従来にない材料開発、特殊処理やコーティング技術開発にも意欲的に取り組んでおります。

企業情報

社名 株式会社 ノトアロイ(旧株式会社 サン・アロイ)
(法人番号:1220001015874)
所在地 〒925-0375 石川県羽咋郡志賀町若葉台26番地(能登中核工業団地)
電話番号 0767-38-1041
社員数 80名 (男性  65名、女性  15名)
資本金 7,000万円
業種 非鉄金属製造業
事業内容 超硬合金製品の製造販売、超硬合金製品の精密加工 これに付随する一切の業務
URL http://www.notoalloy.co.jp/
保有する生産設備と
スペック
真空加圧焼結炉、真空焼結炉、通電焼結装置、HIP装置、減圧CVD炉、アトライター、混合攪拌機、粉末成形プレス、WET CIP、マシニングセンター、NC旋盤、特殊成形機、精密薄物プレス
生産拠点エリア 国内 所在地:石川県羽咋郡志賀町若葉台26番地
海外生産対応 不可
主要な取引先 かがつう 株式会社、石川サンケン 株式会社、株式会社 鈴木、株式会社 月星製作所、株式会社 YKK
本プロジェクトに
関する問い合わせ先
部署名
技術課

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