YG6カーバイド

I.YG6カーバイドの定義と分類

YG6 カーバイド はタングステン・コバルト 超硬合金中国産超硬合金の標準鋼種のひとつで、比較的一般的なものです。炭化タングステン(WC)とコバルト(Co)から粉末冶金法で作られ、典型的な組成は94% WCと6% Coである。密度は約14.6～15.0g/cm³で、硬度は89.5～92HRAに達する。結晶粒径は通常0.8-1.2μmの範囲に制御されており、中粒合金に分類される。高強度と中程度の靭性を兼ね備え、高い耐摩耗性、曲げ強度（≥145 MPa）、高温安定性を提供する。

II.物理的および機械的特性

1.基本的な物理的パラメータ

密度：14.6～15.0g/cm³で、普通鋼（7.85g/cm³）より大幅に高い。この高密度により、高速切削時の安定性が確保される。融点：約2870℃（WC相）。コバルトの融点は1495℃だが、合金は1280℃で構造的完全性を維持する。

熱膨張係数：4.9×10-⁶/°C.この低熱膨張率により、高温環境下での寸法変形を効果的に抑えることができます。

2.機械的特性

パフォーマンス・パラメーター	値の範囲	試験基準
硬度（HRA）	89.5-92	GB/T 7997-2014
曲げ強度	≥145MPa以上	ISO 3327:2009
衝撃靭性	2.6J/cm	ASTM B406-22
圧縮強度	4600MPa	GB/T 1041-2008

実験データによると、YG6は800℃以下で安定した硬度と強度を維持し、800℃から1000℃までの性能劣化率は15%以下であり、金属切削、ケミカルポンプブッシュ、石油掘削工具などの高温用途に適している。

III.化学組成と調製プロセス

1.コンポーネント・システム
炭化タングステン (WC）：94%は硬い骨格を形成し、耐摩耗性と高温安定性を提供する。
コバルト（Co）：6%は、靭性を高めるバインダーとして作用する。Co含有量が1%増加するごとに、曲げ強さは約80MPa増加する。
微量添加物：炭化タンタル（TaC）または炭化ニオブ（NbC）は、粒成長を抑制し、耐熱疲労性を向上させる。
2.準備プロセス
成分パウダーを94% WCと6% Co.の比率で混合する。
湿式粉砕：ボールミルにアルコールと成形剤をボール対ベアリング比8:1で加える。D50=1.2μmの粒子径まで48時間粉砕する。乾燥および造粒：スプレードライヤーで120℃で脱水し、流動性のある顆粒にする。
プレス：100MPaの圧力で目的の形状にプレスする。
真空焼結：1420℃で2時間加熱することにより、液体コバルトが粒子結合を促進し、冷却後の密度は理論値の99%となる。

IV.代表的なアプリケーション

1.切削工具
工具製造：焼き入れ鋼（HRC 45-55）やステンレス鋼などの難削材の加工に使用され、高速度鋼に比べて工具寿命が5～8倍向上する。
地質ドリルビット：岩層を掘削する際、YG6ドリルビットは通常のスチール製ドリルビットよりも30%高い貫通効率を提供し、優れた耐摩耗性を発揮します。

2.金型製造
コールドスタンピング金型：直径<20 mmのスチール/非鉄金属ワイヤーの伸線に適し、ダイス寿命は100,000回以上。
精密プレス金型：表面粗さRa≦0.4μm、寸法精度±0.005mmのベアリングローラー成形用。

3.耐摩耗部品
石油産業YG6コーティングは、ポンプロッドカップリングの腐食寿命を2-3年延長します。
航空宇宙エンジンタービンブレードのコーティングは、1000℃においてニッケル基合金よりも優れた耐酸化性を示す。

V.技術的な利点と限界

1.核となる利点
優れた耐摩耗性：乾式切削条件では、YG6工具の逃げ面摩耗はわずか0.02mm/1000mで、YG8（0.035mm/1000m）を上回る。
高温安定性：800℃での硬度保持は90%以上であり、高速切削やドライ加工に適している。
耐食性：5% NaCl塩水噴霧環境下で72時間錆びないため、海洋工学用途に適している。
2.制限事項
高い 脆さ:衝撃靭性（2.6J/cm²）は普通鋼（30～50J/cm²）より低く、衝撃荷重を避ける必要がある。
高い加工費：原料であるコバルトの価格変動が直接コストに影響し、精密加工には専用設備が必要。結論
YG6超硬合金は、最適化されたWC-Co比と結晶粒制御により、硬度、靭性、耐熱性のバランスを実現しています。切削工具、金型製造、耐摩耗部品など幅広い用途で使用され、"産業の歯 "としてのコアバリューを示しています。今後、超微粒子技術（粒径0.5μm以下）のブレークスルーにより、YG6シリーズの材料は、航空宇宙や新エネルギー機器などのハイエンド分野でさらに大きな役割を果たすだろう。

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