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超硬合金はダイヤモンドにつづく硬い硬度を持っています。タングステンカーバイド（WC）とコバルト（Co)を約1300℃から１５００℃の高温で焼結して作り上げます。現在文明においては鉄が大量
に利用されます 。その鉄を加工 するツールは鉄 よりも強い硬度が 必要です。
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鉄より硬い硬度の素材は多数あります。そのうちダイヤモンドと超硬があげられます。
ダイヤモンドは自然に存在する量が限られているばかりではなく人工的に生産することもやたらではありません。 |
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タングステンとコバルトは自然中にいくらでもあります。従って、安価な費用で超硬合金を手に入れることができます。このように硬度合金は硬い上にダイヤモンドより安価ですので鉄製品を加工するツール（工具）として幅広く利用されています。また金型や耐磨耗素材としても機械産業にてかかせないものになっています。
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超硬合金（一般的に超硬と呼ぶ）は１９２０年代ごろ、タングステンと炭素の粉末を水素雰囲気で炭化させてWCを作り、それにCoを加えて焼結を行うことで超硬を得ることができました。その後、WCにTiC,TaC、Nbcなどを添加することで利用可能な範囲を広げました。1930年代にはCoを15％まで引き上げることで鋼の切削ツールに用いられました。また、鉄より強い硬度から耐磨耗性や耐衝撃性が要求される建設や鉱山用の工具として実用化が進みました。現在の超硬合金の組成はWC-Co,WC-Tic-Co,WC-Tic-Tac−Coの３系列が主流を占めています。
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１ .原料粉末の準備
（WC、TiC、Coなど） |
2. 粉末の粉粋・混合：約２４時間〜７２時間にかけて原料粉末を均一に配合と粉粋する。この工程が超硬の物理的性質を左右する。 |
3. 粉末の加圧：結合性を高めるために１％程度のパラフィンをいれて100-300MPａ程度の圧力で加圧し形状を作る |
4. 予備焼結：形状品を12時間にかけて800℃〜1000℃まで温度をあげてチョック程度の硬さにする。 |
5. 工作機械を使用して公差の0.1の余裕面を残して加工をする。 |
6. 本焼結：約135０℃まであげるとＣｏ粉末同士が溶着される液相焼結が行われ組織は緻密化が進みます。約25％程度まで縮小されます。 |
7. ＨＩＰ：焼結による超硬合金は巣がありますのでこれをなくすためにＡｒやＮ２をいれて約100ＭＰａを引き上げます。焼結温度以下で加圧することでポアをへらして強度を改善します。 |
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工程の流れ
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超硬合金 |
HAP |
ASP |
SKH51 |
SKD11 |
硬度（HRC) |
62.5-80.5 |
58-70 |
62-70 |
62-64 |
59-61 |
比重(ｇ/ｃｍ２） |
14-15 |
7.7-8.2 |
8.2-8.5 |
8.5 |
7.8 |
主な用度 |
切削工具 |
切削工具 |
耐磨耗材 |
耐衝撃材 |
冷間鍛造 |
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耐磨耗材 |
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耐衝撃材 |
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| 使用分類 |
CIS |
JIS |
抗折力
（Kgf/ｍｍ２） |
汎用材種 |
用度 |
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>93 |
- |
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| V1,V10,Z10 |
>91 |
>89 |
>120 |
G1 |
RAM・ポット、小型引抜ダイス、ガイドブッシュ、アンビル、ゲージ、プラグ、切削用ドリル |
| V2,V20,Z20 |
>88 |
>88 |
>130 |
G2 |
ガイドブッシュ、引抜ダイス、精密粉末成型物、ノズル、パンチ、建設・鉱山用ビッ、トエッジ、耐久性 |
| V3,V30,Z30 |
>87 |
>87 |
>150 |
G3,G4 |
大型引抜ダイス、プラグ、絞りダイ、パンチ、曲げ型、シャーナイフ・スリッター、プレス金型 |
| V4,V40 |
>86 |
>85 |
>190 |
G5,G6 |
打抜ダイ、パンチ、絞りダイ、・パンチ、冷間・熱間ロール |
| V5,V50 |
>84 |
>83 |
>210 |
G7 |
ヘッダダイ、冷鍛ダイ、パンチ、大型打抜ダイ、パンチ刻印 |
| V6,V60 |
>81 |
>78 |
>230 |
G8 |
ヘッダダイ、冷鍛ダイ・パンチ、パンチ、 |
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